[發明專利]一種含脂環烴酰亞胺基團的單官能苯并噁嗪及其制備方法

有效

• 申請號: 201710229092.4
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN107573334B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 張侃;商枝坤;朱脈勇;袁新華;吳述平;申小娟;李松軍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C07D413/04
• 分類號: C07D413/04;C08G14/06;C08L61/34
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本發明提供了一種含脂環烴酰亞胺基團的單官能苯并噁嗪及其制備方法。此制備方法由兩步組成。第一步：反應合成含脂環烴酰亞胺結構的酚類化合物；第二步：以含脂環烴酰亞胺的酚類化合物、胺類化合物和多聚甲醛為原料，反應合成脂環烴酰亞胺基團的單官能化苯并噁嗪單體。本發明的優點在于：采用六元脂環烴酰亞胺基團，有效提高了酰亞胺類苯并噁嗪樹脂的可加工性，且部分脂環烴含有碳碳雙鍵結構，使苯并噁嗪在升溫固化時不僅噁嗪環開環交聯，封端基還可以二次交聯，大大提高了樹脂的熱穩定性。本發明所得的樹脂加工溫度窗得到拓寬，有利于加工成型。此方法制備工藝簡單，對設備要求低，可以工業化生產。

技術領域

本發明屬于熱固性樹脂及其制備技術領域，具體的說明涉及一種含脂環烴酰亞胺基團的單官能化苯并噁嗪及其制備方法。

背景技術

傳統的酚醛樹脂因其原料易得、價格低廉、生產工藝和設備簡單，制作而成的產品具有優良的機械性能、耐候性、耐寒性、耐熱性、尺寸穩定性好而得到廣泛的應用。但隨著應用領域和性能要求的提高，酚醛樹脂已經不滿足一些領域的要求。為滿足較高的分解溫度、良好的熱恢復性能、足夠的摩擦系數、較好的耐磨性能及較低的噪音的要求，苯并噁嗪被Holly和Cope意外發現。苯并噁嗪化合物是一類含雜環結構的中間體，一般由酚類化合物、伯胺類化合物和甲醛經縮合反應制得，再在加熱或催化劑作用下開環聚合，生成含氮且類似酚醛樹脂的網狀結構，稱為聚苯并噁嗪。

有不少專利涉及到了含酰亞胺或酰胺結構的苯并噁嗪。如專利號為2009100975549.6的中國發明專利《含酰亞胺結構的雙苯并噁嗪及其制備方法》(授權公告號：CN 101857592A)，公布了一種含酰亞胺結構的雙苯并噁嗪及其制備方法，該專利將酰亞胺結構引入苯并噁嗪化合物的分子鏈中，增加了聚合物的耐熱性和力學性能，綜合性能優異，適合用于高性能復合材料的樹脂基體；申請號為200610020900.8的發明專利《一種含馬來酰亞胺和烯丙基醚的苯并噁嗪及其制備方法》申請公布了一種含馬來酰亞胺和烯丙基醚的苯并噁嗪，該專利制得的苯并噁嗪熱穩定性大大提高，制備方法反應步驟少，生產成本低。

這些專利，通過對苯并噁嗪單體結構改性，改善了聚合物的耐熱性，但還不夠理想，尤其是樹脂單體的加工窗口，往往只有五十多度，不利于成型加工。此外，目前還未有報道涉及采用含六元環脂環烴與酰亞胺相連結構基團酚源來制備苯并噁嗪單體及性能。

發明內容

本發明針對苯并噁嗪樹脂現存的缺陷，引入六元脂環烴結構，使苯并噁嗪合成過程簡易化，而引入的六元環脂環烴結構彌補了傳統酰亞胺苯并噁嗪單體由分子量低、分子剛性高導致的性能缺陷，并且改善了苯并噁嗪樹脂的可加工性，賦予其特定性能。

達到上述性能的一種苯并噁嗪其分子式如下：

其中,R₁-為下列之一：

R₁在氧原子的鄰位、間位或對位；

為下列之一：

為達到本發明的另一目的提供一種含脂環烴酰亞胺基團的單官能化苯并噁嗪的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)以鄰氨基苯酚、間氨基苯酚和對氨基苯酚中的一種和酸酐類化合物為原料，反應合成含脂環烴酰亞胺結構的酚類化合物，反應方程式如下：

其中，R為下列之一：

R₁-為下列之一：

R₁在酚羥基的鄰位、間位或對位。