[发明专利]一种芴基苯并恶嗪及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工领域，特别涉及一种芴基苯并恶嗪及其制备方法。

背景技术

苯并恶嗪是近年来快速发展的一类新型热固性树脂，其固化物结构与酚醛树脂类似，只是将传统酚醛树脂中苯环间的碳桥(-CH₂-)换成了碳氮碳桥(-CH₂-N(R)-CH₂-)。苯并恶嗪具有良好的耐热性能、电学性能、抗吸湿性、低表面活化能、优异的耐磨性能，还具有良好的加工性能、结构稳定性和分子结构设计灵活性，所以苯并恶嗪在聚合物材料工业中得到了广泛应用。

苯并恶嗪的改性可分为共混改性和分子结构设计改性。共混改性是苯并恶嗪与其它热固性树脂共混制备更高性能的“合金”树脂或是苯并恶嗪与无机材料共混制备具有纳米尺度的复合材料。分子结构设计改性是通过选用不同结构或不同元素的原料制备苯并恶嗪使其性能得到提高。根据苯并恶嗪分子结构设计的灵活性特性，研究者们设计出多种结构的苯并恶嗪聚合物材料，比如通过分子结构设计向苯并恶嗪单体中引进双键来提高其耐热性能和力学性能(CN1472205A、US Pat 5,973,144)；通过向苯并恶嗪中引入硼元素以提高聚苯并恶嗪树脂的耐热性能和阻燃性能(CN101538283A)；通过制孔和氟化苯并恶嗪树脂以降低材料的介电常数(Polymer 44(2003)7989-7996，Polymer 46(2005)3758-3766)。但是，现有的苯并恶嗪树脂改性的功能都比较单一，不能同时提高苯并恶嗪树脂的耐热性和介电性能，不能满足一些领域的应用需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种具有优良耐热性能和介电性能的芴基苯并恶嗪。

本发明的另一目的在于提供一种上述芴基苯并恶嗪的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种芴基苯并恶嗪，其结构式为下述结构式A～F中的一种：

A：当反应原料为芴基酚、非芴基伯胺和甲醛时，合成的芴基苯并恶嗪的结构式为：

结构式A

其中，1≤n1≤10；R_n是氢原子，或是含C取代基、杂原子取代基，取代基的个数n为10-n₁；M可以与芴环的2、3、4、5、6、7、9、10、11号位相连；M的结构是1～36个C原子的脂肪链，或是3～20个C原子的脂肪环或芳环，或是含O、N、P、S、Si或B的杂原子基团；R是C原子数为1～36的脂肪链、或是C原子数为1～20的脂肪环，或是C原子数为6～20的芳香环或其衍生物、杂链或是以上结构共存的取代基；另外，苯并恶嗪的苯环亦可以与芴环直接相连，即二者之间不存在M基团；

B：当反应原料为芴基酚、非芴基二元伯胺和甲醛时，合成的芴基苯并恶嗪的结构式为：

结构式B

其中，Rn、M、n和n₁与结构式A所述相同；所述非芴基二元伯胺包括下述式1～式5：

式1：NH₂(CH₂)_xNH₂，其中1≤x≤20；

式2               式3

式4               式5

式2～式5中，R_n2和R_n3是OH、或是含1～10个C原子的直链或支链脂肪族取代基、或是含6～12个C原子的芳香族取代基、或是含7～12个C原子的脂肪族与芳香族共存的取代基或其它杂原子的取代基；1≤n2≤4；1≤n3≤4；

式5中，Y包括下述结构：

C：当反应原料为芴基酚、芴基一元伯胺和甲醛时，合成的芴基苯并恶嗪的结构式为：

结构式C

其中，Rn、M、n和n₁与结构式A所述相同；

D：当反应原料为芴基酚、芴基二元伯胺和甲醛时，合成的芴基苯并恶嗪的结构式为：

结构式D

其中，Rn、M、n和n₁与结构式A所述相同；

E：当反应原料为非芴基酚、芴基一元伯胺和甲醛时，合成的芴基苯并恶嗪的结构式为：

结构式E

其中，Rn、n、M和n₁与结构式A所述相同；Ar为非芴基酚结构上的取代基；反应原料中所述非芴基酚优选下述结构：