[发明专利]一种含磷苯并噁嗪单体及其制备方法

说明书

本发明属于树脂材料领域，提供了一种含磷苯并噁嗪单体及其制备方法。首先，按比例将10‑(2,5‑二羟基苯基)‑10‑氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物DOPO‑HQ，胺类化合物，多聚甲醛，置于低极性溶剂中反应，得到羟基官能化含磷苯并噁嗪中间体；其次，将羟基官能化含磷苯并噁嗪中间体、溴代化合物Br‑R₂，碳酸钾，置于强极性溶剂中，反应结束后，将反应液经碱洗、水洗、去除溶剂、干燥后得到目标产物。本发明在苯并噁嗪分子中引入磷元素可以显著提高苯并噁嗪树脂的耐热性与阻燃性，其阻燃系数可以达到UL94V‑0级。同时本发明制备工艺简单，通过改变R1和R2基团，制备出综合性能优异的树脂，适用于高性能复合材料的制备。

技术领域

本发明涉及一种热固性树脂及其制造方法，尤其涉及一种含磷苯并噁嗪单体及其制备方法。

背景技术

聚苯并噁嗪适用于各种领域，如电子包装材料，航空航天和其他运输应用材料以及弹道学。由于苯并噁嗪反应不产生副产物，从环境保护的角度出发具有非常好的发展潜力。体积收缩率接近于零也是其一个极大的优点。苯并噁嗪具有灵活的分子设计性，可以根据性能需求，通过选择不同类型的酚类和胺类化合物合成不同结构的苯并噁嗪单体。现有苯并噁嗪同时也存在着一些不足之处，如固化温度较高，耐热性能仍需要进一步提高才能应用于高温领域。

磷元素是公认的阻燃元素。在苯并噁嗪分子中引入磷元素可以显著提高苯并噁嗪树脂的阻燃性。目前提高阻燃性的方法主要是在苯并噁嗪单体中添加阻燃元素，如N，Br，Si和P等，如中国专利《环三磷腈型苯并噁嗪树脂及其制备方法和环三磷腈型苯并噁嗪树脂组合物》(公开号:CN105131283A)又如中国专利《一种含氟氮苯并噁嗪聚合物型阻燃剂及其制备方法》(公开号：CN106750285A)。但以上专利得到的苯并噁嗪虽然阻燃性有一定提升，但其他的一些性能如单体合成不够简易、环保，固化温度较高以及固化后材料性能还不够优异。

发明内容

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，以期创设一种含磷苯并噁嗪树脂及其制备方法，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。

本发明提供了一种含磷元素的苯并噁嗪单体及其制备方法，主要提高其耐热性能。

本发明是采用如下方案实现的：

本发明的含磷元素的苯并噁嗪单体，具有如下结构的分子式：

式中，为下列结构中的任意一种：

式中，-O-R₂为下列结构中的任意一种:

作为优选的含磷元素的苯并噁嗪单体，在800℃时，其固化后树脂材料的残碳率为61.5-72.8％。

所述含磷苯并噁嗪单体的制备方法，包括如下操作步骤：

步骤一：以10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO-HQ)，胺类化合物，多聚甲醛，在低极性溶剂中制备羟基官能化含磷苯并噁嗪中间体，反应式如下：

式中，R₁-NH₂为下列结构中的任意一种：

步骤二：按比例将步骤一所得羟基官能化含磷苯并噁嗪中间体、溴代化合物Br-R₂，碳酸钾，置于强极性溶剂中，反应结束后，将反应液经碱洗、水洗、去除溶剂、干燥后得到目标产物；