[發明專利]含萘環、雙環戊二烯環和酰亞胺結構的耐高溫環氧樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201010167654.5
• 申請日: 2010-05-07
• 公開（公告）號: CN101831051A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 孫建中;任華;包培善;包秀群;葉琳
• 申請（專利權）人: 黃山市善孚化工有限公司
• 主分類號: C08G59/08
• 分類號: C08G59/08
• 代理公司: 合肥誠興知識產權代理有限公司 34109
• 代理人: 湯茂盛;王挺

技術領域

本發明屬于環氧樹脂技術領域，具體涉及一種含萘環、雙環戊二烯環和酰亞胺結構的耐高溫環氧樹脂及其制備方法。

背景技術

作為一類重要的熱固性樹脂，環氧樹脂具有許多獨特而優異的性能。當環氧樹脂與胺、酸酐等類固化劑配合使用，得到的固化物具有優良的物理機械性能、電絕緣性、耐藥品性能和粘結性能，可作為涂料、澆注料、模壓料、膠黏劑、層壓材料和電子電器封裝材料應用于航空航天、電子電器、化工、機械、交通運輸、土木建筑等領域。

隨著電器、電子工業尖端領域的飛速發展，對電子設備的耐熱性、耐濕性等提出了更高的要求。通用型雙酚A二縮水甘油醚類環氧樹脂固化后雖具有基本力學強度和成本上的優勢，但即使采用特殊類型芳香類固化劑，其制品的耐熱耐濕性仍不能滿足各類耐高溫絕緣材料、電子電器封裝材料以及特種復合材料在高溫下長壽命使用的要求。提高環氧樹脂固化物的交聯密度雖可提高耐熱性，但環氧樹脂固化物的玻璃態自由體積隨交聯密度的增大而增大，從而導致水分易于侵入，使固化物的耐濕性能變差；而且交聯密度過大還會導致固化物變脆。因此提高環氧樹脂固化物的交聯密度并不是提高耐熱耐濕性的有效方法。為提高環氧樹脂固化物的耐熱耐濕性能，必須從賦予環氧樹脂本身以耐熱耐濕性方面著手，開發新型結構環氧樹脂，在環氧樹脂分子鏈上引入剛性大、疏水性強和耐熱性高的分子結構和基團，這方面已有不少研究工作正在開展進行。然而到目前為止，研究所得的環氧樹脂的耐熱耐濕性仍然不盡如人意。

發明內容

本發明的目的是提供一種含萘環、雙環戊二烯環和酰亞胺結構的耐高溫環氧樹脂及其制備方法，其耐熱性好、吸濕性低，使用壽命長。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種含萘環、雙環戊二烯環和酰亞胺結構的耐高溫環氧樹脂，其結構式如下所示：

其中m為1～4，n為1～5。

同時本發明還提供了一種制備含萘環、雙環戊二烯環和酰亞胺結構的耐高溫環氧樹脂的方法，其包括如下步驟：

1)、用1-萘酚和雙環戊二烯在三氯化鋁的催化下合成含萘環和雙環戊二烯環的羥基化合物；并用5-氨基-1-萘酚和均苯四酸酐在對甲基苯磺酸的催化下合成含萘環和酰亞胺結構的羥基化合物；

2)、將步驟1)中得到的含萘環和雙環戊二烯環的羥基化合物、含萘環和酰亞胺結構的羥基化合物和多聚甲醛在對甲基苯磺酸的催化下合成含萘環、雙環戊二烯環和酰亞胺結構的羥基化合物擴鏈產物；

3)、將步驟2)中得到的羥基化合物擴鏈產物和環氧氯丙烷在氫氧化鈉的催化下合成分子鏈中含萘環、雙環戊二烯環和酰亞胺結構的環氧樹脂。

更具體的，本發明制備含萘環、雙環戊二烯環和酰亞胺結構的耐高溫環氧樹脂的方法包括如下步驟：

首先將1-萘酚60～90重量份和甲苯180～200重量份加入帶有攪拌器、溫度計、氮氣導入管和回流冷凝器的圓底燒瓶中，油浴加熱，使1-萘酚溶解，然后在85～95℃加入催化劑三氯化鋁1～3重量份，滴加濃度為3.5～4.5mol/L的雙環戊二烯甲苯溶液30～50重量份，加料結束后，將體系升溫至110～130℃，回流反應6～8h后冷卻，加入濃度按重量百分比為4～6％的碳酸氫鈉水溶液終止反應，水洗至中性，濃縮結晶以除去過量的1-萘酚，減壓回收溶劑，真空干燥除去水分、殘留反應物和溶劑，得到含萘環和雙環戊二烯環的羥基化合物，結構式為：

將5-氨基-1-萘酚60～90重量份和丙酮200～300重量份加入到帶有攪拌器、溫度計、氮氣導入管和回流冷凝器的圓底燒瓶中，油浴加熱，使5-氨基-1-萘酚溶解，再將濃度按重量百分比為8～10％的均苯四酸酐丙酮溶液30～50重量份滴加到反應器中，滴加時間為0.5～1h，在30～40℃下繼續反應4～6h，蒸除丙酮，加入二甲基甲酰胺100～120重量份和甲苯30～50重量份組成的混合溶劑，加入催化劑對甲基苯磺酸0.2～1.5重量份，在120～140℃下反應7～9h，反應結束，減壓蒸除多余溶劑，加入去離子水200～300重量份，固體產物析出，過濾、真空干燥，得到含萘環和酰亞胺結構的羥基化合物，結構式為：