[發明專利]一種側基含異丙基結構的二胺單體及其聚酰亞胺聚合物的制備方法

在審

• 申請號: 202210882238.6
• 申請日: 2022-07-26
• 公開（公告）號: CN115160154A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 何欽政;代巖;賀高紅;阮雪華;郭明鋼;米盼盼;付佳輝;潘偉民
• 申請（專利權）人: 大連理工大學盤錦產業技術研究院
• 主分類號: C07C211/50
• 分類號: C07C211/50;C07C211/52;C07C209/78;C08G73/10
• 代理公司: 大連大工智訊專利代理事務所(特殊普通合伙) 21244
• 代理人: 崔雪

本發明提供一種側基含異丙基結構的二胺單體及其聚酰亞胺聚合物制備方法。本發明側基含異丙基結構的二胺單體，IUPAC命名為：雙(4?胺基?3.5?二甲基苯基)?1?苯基甲烷，雙(4?胺基?3,5?二異丙基苯基)?1?(4?三氟甲基苯基)甲烷(左)，雙(4?胺基?3,5?二異丙基苯基)?1?(3,5?雙三氟甲基苯基)甲烷。本發明二胺單體側基具有大體積的三氟甲基、異丙基和苯環扭曲結構。本發明還公開了一種含異丙基結構聚酰亞胺聚合物，該聚合物不僅具有良好溶解成膜性，還具有優異的介電性能和熱穩定性。含異丙基結構聚酰亞胺聚合物是新一代的含氟高性能樹脂，可在汽車、電子、航空航天領域中有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明涉及高分子技術，尤其涉及一種側基含異丙基結構的二胺單體及其聚酰亞胺聚合物制備方法。

背景技術

聚酰亞胺作為一種耐高溫高分子材料，己經廣泛應用于航空工業、汽車工業、電子電氣工業等，尤其在高端技術領域如微電子、火箭及宇宙航行等，是不可或缺的耐高溫材料之一。聚酰亞胺(PI)是分子結構中含酰亞胺環結構的一類高性能聚合物，由于其所具有的共軛半梯形分子鏈結構，使其分子鏈剛性高、分子鏈旋轉困難，分子間較強的相互作用力，導致聚酰亞胺在有機溶劑中溶解性較差，熱加工下出現不熔融或不軟化的現象，限制了聚酰亞胺的應用范圍。因此，在保持其優良耐熱性的同時，制備出溶解性能好、易加工等綜合性能優異的聚酰亞胺材料，已成為高性能聚酰亞胺研究的熱點。

已有的研究表明，通過在聚合物主鏈中引入扭曲非共平面或大的垂懸結構可以提高聚合物的熱穩定性和溶解性。這種含有大空間位阻及非共平面結構的聚酰亞胺，通過破壞主鏈的剛直鏈結構和分子間的相互作用力，阻礙分子鏈間的堆砌，從而得到高度可溶的聚酰亞胺材料。例如汪稱意等人報道了一種含雙氟甲基苯取代不對稱間位結構可溶性聚酰亞胺的制備方法(CN202011579258.3)；劉剛等人開發了一種含有芴基和吡啶雜環結構的芳香二胺單體可有效改善聚酰亞胺在特定溶劑中的溶解性(CN202011033259.8)；黃孝華等人合成了含叔丁基和嗎啉基結構的可溶性聚酰亞胺(CN104927054A)。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有聚酰亞胺溶解性差，以及含氟單體成本昂貴，合成步驟繁瑣和工藝復雜的問題，提出一種側基含異丙基結構的二胺單體，此類二胺單體不僅合成步驟少、工藝簡單、反應溫和、易于控制，原料和試劑都容易獲得、成本較低，且結構中具有大體積的三氟甲基、異丙基和苯環的扭曲結構。采用該二胺單體制備聚合物時引入了大體積的三氟甲基、異丙基和苯環的扭曲結構，所制備的聚合物不僅具有良好溶解成膜性，還具有優異的介電性能和熱穩定性。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種側基含異丙基結構的二胺單體，所述側基含異丙基結構的二胺單體的結構式為結構式1、結構式2或結構式3所示：

IUPAC命名為：結構式1為雙(4-胺基-3.5-二甲基苯基)-1-苯基甲烷，結構式2為雙(4-胺基-3,5-二異丙基苯基)-1-(4-三氟甲基苯基)甲烷(左)，結構式3為雙(4-胺基-3,5-二異丙基苯基)-1-(3,5-雙三氟甲基苯基)甲烷。

本發明的另一個目的還公開了一種側基含異丙基結構的二胺單體的制備方法，包括以下步驟：在氮氣保護下，向裝有攪拌和溫度計的反應容器中加入有取代基的苯胺單體和含三氟甲基苯甲醛單體，攪拌下加入酸性溶液，升溫至60℃-100℃，回流反應5-8h，制備得到側基含異丙基結構的二胺單體，產率大于90％。所述側基含異丙基結構的二胺單體的制備方法不僅步驟少、工藝簡單、反應溫和、易于控制，且原料和試劑都容易獲得、成本較低，易于工業化生產。

進一步地，所述有取代基的苯胺單體為2,6-二異丙基苯胺和/或2,6-二乙基苯胺。

進一步地，所述含三氟甲基苯甲醛單體為4-三氟甲基苯甲醛和/或3,5-三氟甲基苯甲醛。