[发明专利]一种含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热固性树脂及其制造方法，尤其涉及一种含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪及其制备方法。

背景技术

苯并噁嗪树脂是一种新型的热固性树脂，它以酚类、胺类、醛类化合物为原料经脱水反应制得一类含杂环结构的中间体——苯并噁嗪，在加热和/或催化剂作用下开环聚合，生成含氮且类似酚醛树脂的网状结构。苯并噁嗪树脂不仅具有良好的耐热性、阻燃性、优良的力学性能，并且在固化时无小分子释放、固化时成品收缩率接近于零。

目前有不少针对苯并噁嗪树脂改性的专利申请，如申请号为200910097549.6的《含酰亚胺结构的双苯并噁嗪及其制备方法》公开了含酰亚胺结构的双苯并噁嗪及其制备，将酰亚胺结构引入苯并噁嗪化合物的分子链中，增加了聚合物的耐热性和力学性能；申请号为200610020900.8的《一种含马来酰亚胺和烯丙基醚的苯并噁嗪及其制备方法》公开的含马来酰亚胺和烯丙基醚的苯并噁嗪热稳定性大大提高，加工温度窗大大拓宽，易于成型；申请号为200910033398.8的《一种聚苯并噁嗪前驱体及其制备方法》所制得的苯并噁嗪前驱体可以在加热条件下交联固化，并极大地改善了聚苯并噁嗪树脂的韧性。但到目前为止，还没有报道涉及到含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪的合成及应用，提高苯并噁嗪树脂的热稳定性。

有鉴于上述现有的苯并噁嗪单体存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪及其制备方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明提供了一种含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪及其制备方法，提高其稳定性和可加工性能。

本发明是采用如下方案实现的：

本发明提出的含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪，为达到本发明目的其分子式可分为两种，一种是两个酰亚胺结构直接连接于同一苯环，另一种是两个酰亚胺结构之间存在R1基团，分别表示如下：

或

其中，-R₁-为下列结构之一:

-R₂-为下列结构之一:

作为优选的，含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪，玻璃化温度为270-350℃。

含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪的制备方法，包括如下的操作步骤：

(1)以二酐化合物和对氨基苯酚反应制备含酰亚胺结构的二酚，反应方程式如下其中的一种：

或

(2)以含酰亚胺结构的二酚、含芳香环的二胺类化合物和多聚甲醛反应制备含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪，反应方程式如下其中的一种:

或

作为优选的，含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪的制备方法，所述二酐类化合物结构式如下：

其中，-R₁-为下列结构之一:

作为优选的，含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪的制备方法，所述步骤一中二酐类化合物和对氨基苯酚的摩尔比为1:2-1:2.02。优选比例为1:2.01，反应中以冰乙酸为溶剂；对氨基苯酚稍微过量，有助于含酰亚胺结构的二酚的合成，过量的对氨基苯酚也容易除去。

作为优选的，含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪的制备方法，所述步骤一反应温度为100-120℃，在较低的温度下进行，能耗较低，并且有利于体系

含酰亚胺结构的二酚的合成；反应时间为6-8小时。

作为优选的，含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪的制备方法，所述步骤二中含酰亚胺结构的二酚、二胺和多聚甲醛的摩尔比为1:1:4-1:1:4.04；优选比例为1:1:4.02，此比例有利于提高苯并噁嗪环的形成率，且过量的甲醛在反应时自行脱离反应体系。

作为优选的，含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪的制备方法，所述步骤二中反应温度为110-130℃，优选为120℃，此温度有利于提高苯并噁嗪产率，反应时间为8-10小时

作为优选的，含酰亚胺结构的主链型苯并噁嗪的制备方法，所述步骤二中反应在溶剂条件下进行，所述溶剂为甲苯或二甲苯中的一种。

本发明的有益功效在于：