[發(fā)明專利]一種聚環(huán)三磷腈-半芳酯及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310488937.3
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103554460A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙正平;計建炳
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)之江學(xué)院工業(yè)研究院
• 主分類號: C08G63/692
• 分類號: C08G63/692;C08G63/78;C07F9/6593
• 代理公司: 紹興市越興專利事務(wù)所 33220
• 代理人: 蔣衛(wèi)東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚環(huán)三磷腈-半芳酯及其制備方法，屬于高分子材料的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚磷腈及其衍生物材料的特殊結(jié)構(gòu)和優(yōu)越性能，決定了其在很多領(lǐng)域的廣泛的研究和應(yīng)用。目前主要集中在生物醫(yī)學(xué)材料、阻燃材料、膜材料與電解質(zhì)材料。聚磷腈及其衍生物的重要單體-六氯環(huán)三磷腈的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：

聚苯酯，又叫聚氧苯甲酰（POB），具有極好的熱穩(wěn)定性能，可長期在315℃下使用，短期使用溫度可高達(dá)400℃，是目前所已知高分子材料中熱穩(wěn)定性、熱容量、自潤滑性、硬度、電絕緣性、耐磨耗性等綜合性能最好的品種。同時，其具有極好的介電強(qiáng)度和較小的介電損耗，廣泛應(yīng)用于耐高溫及無油潤滑密封件，以及輕工機(jī)械、化工機(jī)械、電子電器、儀器表盤零部件和插件等，在食品加工機(jī)械部件中得到廣泛應(yīng)用。其化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：

但對于單純的聚苯酯而言，其加工制備工藝苛刻，不溶于任何的有機(jī)溶劑中，只能采用冷壓燒結(jié)和高溫模壓工藝制備。而合成的新型聚環(huán)三磷腈-半芳酯對極性溶劑具有較好的溶解性，熱分解溫度高，又具有優(yōu)異的綜合性能，因而可更廣泛的應(yīng)用于機(jī)械、汽車、航空航天等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種聚環(huán)三磷腈-半芳酯材料。該材料具有溶解性能好、熱分解溫度高、高溫固體殘留率高和其它綜合性能優(yōu)異等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)部件，機(jī)械部件以及航空設(shè)備部件，并為機(jī)械零部件高溫固體潤滑材料提供新的選擇。

一種聚環(huán)三磷腈-半芳酯，其結(jié)構(gòu)式為：

，其中，R為，m=1～60。

本發(fā)明的目的之二在于提供該聚環(huán)三磷腈-半芳酯的制備方法。

一種聚三磷腈-半芳酯的制備方法，其特征在于該方法的具體步驟為：

（1）?將六氯環(huán)三磷腈溶解于溶劑四氫呋喃中，滴加苯酚鈉的劑四氫呋喃溶液，在惰性氣氛保護(hù)下，機(jī)械攪拌，在10～40℃反應(yīng)12～24小時，除去溶劑，去離子水洗滌、干燥，得到2,4-二氯四苯氧基環(huán)三磷腈；其中六氯環(huán)三磷腈與苯酚鈉的摩爾比為1∶(3.9～4.1)；

（2）?將步驟（1）所得的2,4-二氯四苯氧基環(huán)三磷腈溶解于四氫呋喃溶劑中，滴加2-羥基乙胺的四氫呋喃溶液，在惰性氣氛下，在20～60℃溫度下反應(yīng)12～24小時。除去溶劑、去離子水和乙醇反復(fù)洗滌、真空干燥12～24小時，得淡黃色膠體為具有端基為羥基的環(huán)三磷腈單體：1,1,3,5-四苯氧基-3,5-二（4'-羥基-4''-乙胺基）環(huán)三磷腈，N₃P₃(OC₆H₅)₄(NHCH₂CH₂OH)₂；所述的2,4-二氯四苯氧基環(huán)三磷腈與2-羥基乙胺的摩爾比為1∶(2～3)；

（3）?將步驟（2）所得環(huán)三磷腈單體與吡啶或三乙胺溶于?N-甲基吡咯烷酮或?N,N-二甲基乙酰胺的溶劑中，在惰性氣氛保護(hù)下，分次加入對苯二甲酰氯，機(jī)械攪拌，在30～60℃溫度下反應(yīng)12～24小時。除去溶劑、去離子水和丙酮洗滌，真空干燥12～24小時，得黃褐色粉末即為聚環(huán)三磷腈-半芳酯；所述的環(huán)三磷腈單體、吡啶或三乙胺、對苯二甲酰氯的摩爾比為1∶(1.96～2.94)∶?(1～1.01)。

本發(fā)明的反應(yīng)機(jī)理為：

??，其中，R為，m=1～60。

本發(fā)明制備的聚環(huán)三磷腈-半芳酯材料具有良好的極性溶液溶解性能，良好的阻燃性能，較好的熱穩(wěn)定性能、熱分解溫度高、高溫固體殘留率高以及與POB全芳聚苯酯相似的其他優(yōu)異性能，主要應(yīng)用于汽車發(fā)動機(jī)部件，機(jī)械部件以及航空設(shè)備部件，并為機(jī)械零部件高溫固體潤滑材料提供新的選擇。本發(fā)明的制備方法容易控制，出現(xiàn)的副產(chǎn)物少且容易去除，符合環(huán)保節(jié)能的要求。?

附圖說明

圖1是本發(fā)明的聚環(huán)三磷腈-半芳酯材料的紅外譜圖；

圖2是本發(fā)明的聚環(huán)三磷腈-半芳酯材料的磷譜譜圖；

圖3是本發(fā)明的聚環(huán)三磷腈-半芳酯材料的XRD譜圖；

圖4是本發(fā)明的聚環(huán)三磷腈-半芳酯材料的TGA譜圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

本發(fā)明的制備聚環(huán)三磷腈-砜苯酯的所有原料均可以通過本領(lǐng)域常規(guī)的方法合成，也可以采用市售產(chǎn)品。

實(shí)施例1