[發明專利]一種具光引發性能的苯并噁嗪化合物、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201310729368.7
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103694192A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 白靜;史子興;印杰
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C07D265/16
• 分類號: C07D265/16;C08J5/18;C08J3/28;C08L53/02;C08L79/04
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明屬于化學材料制備技術領域，具體涉及一種具光引發性能的苯并噁嗪化合物、制備方法及其應用。

背景技術

聚苯并噁嗪樹脂作為一種新型酚醛樹脂，固化完全后，玻璃化轉變溫度（Tg）在150℃以上；其不僅具有優異的耐熱性和阻燃性，而且克服了傳統酚醛樹脂在成形固化過程中釋放小分子的缺點，在制備高性能材料方面已引起研究者的廣泛關注。在對這類新型熱固性樹脂的研究中發現，單官能度的苯并噁嗪在開環聚合時存在鏈轉移反應，所得聚合物的分子量低，限制了其應用范圍；而雙官能度(如雙酚A型)的苯并噁嗪盡管可用作高性能材料，但由于分子結構自身的特點，致使苯并噁嗪聚合物有交聯密度低、性脆和韌性較差等缺點。

聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯熱塑性彈性體是是SBCs中產量最大（占70%以上）、成本最低、應用較廣的一個品種，是以苯乙烯、丁二烯為單體的三嵌段共聚物，兼有塑料和橡膠的特性，被稱為“第三代合成橡膠”。與丁苯橡膠相似，SBS可以和水、弱酸、堿等接觸，具有優良的拉伸強度，表面摩擦系數大，低溫性能好，電性能優良，加工性能好等特性，成為目前消費量最大的熱塑性彈性體。但是由于分子中孤立雙鍵的存在，會存在老化等缺點。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種具光引發性能的苯并噁嗪化合物、制備方法及其應用，其通過簡單方法得到具有光引發性能的苯并噁嗪化合物，并將其應用于制備聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和苯并噁嗪復合材料，得到的復合材料，具有優良力學性能，且回彈性較好。

本發明提供一種具光引發性能的苯并噁嗪化合物，具有以下通式，

其中R為任意的烷基、環烷基、芳香基、硅烷基或者烷氧基；或者為含以上基團的C₁-C₂₀烷基、羥基或鹵素（F、Cl、Br、I）取代物的組合；優選R為任意的烷基或環烷基。

本發明還提供一種具光引發性能的苯并噁嗪化合物的制備方法，具體步驟如下：

將4,4-二羥基二苯甲酮、氨基化合物和甲醛溶解在有機溶劑中，在惰性氣體保護下60-180℃反應5-40h，反應產物去除有機溶劑后，堿洗水洗，得到具有光引發性能的含有二苯甲酮結構的苯并噁嗪化合物，其中4,4-二羥基二苯甲酮、氨基化合物和甲醛的摩爾比為1:（1.9-2.1）:（3.95-4.05）。

上述氨基化合物的分子式用RNH₂表示，其中R為任意的烷基、環烷基、芳香基、硅烷基或者烷氧基；或者為含以上基團的C₁-C₂₀烷基、羥基或鹵素（F、Cl、Br、I）取代物的組合。

上述有機溶劑為醇類、氯仿、二氯甲烷、1，4-二氧六環、二甲基亞砜、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、N-甲基-吡咯烷酮、甲苯或二甲苯中的任一種。

本發明制備具光引發性能的苯并噁嗪化合物的反應方程式如下所示：

本發明所得的苯并噁嗪化合物分子上同時含有光引發結構和共引發叔胺結構，有利于兩者之間的能量轉移，提高了光引發效率，同時長鏈烷氧基的引入與許多溶劑和單體都有很好的相容性，而且遷移率低，毒性小，環境兼容性好。

由于苯并噁嗪化合物不僅與聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯相容性較好；同時其可以熱開環聚合，并且由于二苯甲酮結構存在，其可以在紫外光的條件下，引發雙鍵聚合。因此本發明還提供一種具光引發性能的苯并噁嗪化合物于制備聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和苯并噁嗪復合材料方面的應用。應用方法具體如下：將聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和苯并噁嗪溶解在溶劑中，攪拌均勻后在紫外光下成膜，之后再將該膜置于100-200℃溫度下，進行熱處理，使苯并噁嗪進行開環聚合，形成第二層網絡；得到聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和苯并噁嗪復合材料，復合材料中苯并噁嗪的質量分數為2-20%。

上述應用方法中，所使用的溶劑為醇類、四氫呋喃、氯仿、1，4-二氧六環、二甲基亞砜、N,N’-二甲基甲酰胺、N，N’-二甲基乙酰胺或N-甲基-吡咯烷酮中任一種。

上述制備過程利用苯并噁嗪分子上的二苯甲酮結構引發聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯中的丁二烯部分中的孤立雙鍵聚合的同時，將苯并噁嗪小分子接枝到聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯分子鏈上，之后再進行高溫處理，利用苯并噁嗪加熱開環聚合的特點，形成線性聚合物，在復合材料體系中形成雙網絡結構。

本發明的有益效果在于：具有光引發性能的苯并噁嗪化合物的制備方法簡單，原料易得、成本較低。進一步將其應用于制備得到的復合材料，具有良好的力學性能。

附圖說明