[发明专利]一种含酚羟基的苯并噁嗪环氧树脂共聚物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含酚羟基的苯并噁嗪环氧树脂共聚物及其制备方法，含酚羟基的苯并噁嗪环氧树脂共聚物由含酚羟基的苯并噁嗪与环氧树脂混合后升温固化共聚得到的，含酚羟基的苯并噁嗪的酚羟基受分子内氢键的保护，可赋予含酚羟基的苯并噁嗪环氧共混树脂室温易储存与潜伏固化的特性，固化后的树脂材料玻璃化转变温度可大于200℃，且800℃下残炭率大于40％，UL94等级为V0，具有优异的阻燃性。本发明整体制备工艺简单，对设备要求较低，适用于规模化生产。

技术领域

本发明涉及热固性有机高分子技术领域，尤其涉及一种含酚羟基的苯并噁嗪环氧树脂共聚物及其制备方法。

背景技术

环氧树脂作为一种广泛应用的热固性树脂，在涂料、粘合剂、航空航天、微电子等领域有着广泛的应用。一般情况下，由于环氧树脂在没有固化剂的情况下无法固化，所以各种类型的化合物，如酸酐、咪唑、胺类等。一些固化剂由于过高的活性导致不能与环氧树脂组成单一混合物使用，其他固化剂由于过高的聚合温度导致工业化生产受阻。而潜伏固化剂可以与环氧树脂组成单组分体系，不仅可以在室温下长时间保存，而且具有相对合理的固化温度。

苯并噁嗪是一种与苯环稠合的O，N杂环化合物。其中，1,3-苯并噁嗪得到了广泛的研究。1,3-苯并噁嗪是通过曼尼希缩合反应得到按照伯胺、酚和多聚甲醛1:1:2合成，高温开环后聚合成高性能热固性树脂。由于其优异的耐热性，低介电常数，阻燃性，良好的动态机械性能以及传统酚醛树脂的其他优点，引起了广泛的关注。此外其还具有其他理想的性能，包括接近零的收缩固化，低吸水率，良好的尺寸稳定性和超分子设计的灵活性。因此，苯并噁嗪树脂制备具有重要意义，例如在航空航天、电子、汽车等工业领域具有广阔的应用前景。但是现在的环氧树脂/固化剂共混体系的可存储性差，使用寿命低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含酚羟基的苯并噁嗪环氧树脂共聚物及其制备方法，通过分子设计合成具有酚羟基的苯并噁嗪，使其具有潜伏固化的特性，且可提高环氧树脂的耐热性与阻燃性能，从而提高环氧树脂的可存储性差和使用寿命。

为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种含酚羟基的苯并噁嗪环氧树脂共聚物，是由含酚羟基的苯并噁嗪与环氧树脂混合后升温固化共聚得到的，所述含酚羟基的苯并噁嗪的结构式如下：

所述含酚羟基的苯并噁嗪环氧树脂共聚物的结构式如下：

其中，所述含酚羟基的苯并噁嗪的制备路线如下：

其中，所述含酚羟基的苯并噁嗪与所述环氧树脂的共聚路线如下：

其中，所述含酚羟基的苯并噁嗪与所述环氧树脂混合质量比为含酚羟基的苯并噁嗪的摩尔质量：3倍环氧树脂的环氧当量。

第二方面，本发明提供一种含酚羟基的苯并噁嗪环氧树脂共聚物的制备方法，包括：

将柚皮素、苯胺、多聚甲醛加入烧瓶中，加入有机溶剂，在80-130℃温度反应2-10小时，停止反应后将反应物过滤，将滤液用水洗后旋蒸烘干，得到含酚羟基的苯并噁嗪；

将所述含酚羟基的苯并噁嗪与环氧树脂以比例混合，升温固化共聚后得到含酚羟基的苯并噁嗪环氧树脂共聚物，其中，所述含酚羟基的苯并噁嗪与所述环氧树脂混合质量比为含酚羟基的苯并噁嗪的摩尔质量：3倍环氧树脂的环氧当量。

在一实施方式中，升温固化共聚后得到含酚羟基的苯并噁嗪环氧树脂共聚物，具体步骤包括：

将所述含酚羟基的苯并噁嗪与所述环氧树脂的混合物依次升温至140℃保温1h、160℃保温1h、180℃保温1h、200℃保温1h、220℃保温1h。

在一实施方式中，所述有机溶剂包括甲苯、二甲苯或二氧六环中的一种。