[发明专利]含磷氮的液晶共聚酯材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液晶共聚酯材料及其制备方法，特别是一种含磷氮的液晶共聚酯材料的制备方法。 

背景技术

聚膦腈（HCCP）的特殊结构和优越性能决定了它在很多领域的广泛的研究和应用。目前主要集中在非线性光学材料、特种橡胶和弹性材料、分离膜、阻燃材料、固体电解质和药物与生物医学材料等。化学结构式： 

聚苯酯（POB），分子主链含对氧苯甲酰重复结构单元的聚合物，材料表观呈浅黄到褐黄色结晶性粉末或粒料，耐热性能优异，高温下的尺寸稳定性高，且有很高的阻燃性，与火焰接触时不会收缩，高温下残留率高，强度高，具有非常优良的综合性能，应用于汽车、飞机、车辆和船舶等交通工具时，轻量化特别明显，这给节省燃料、小型化、高速化带来了很多有利条件。化学结构式：

。

对于单纯的聚苯酯而言，其加工制备工艺苛刻，材料的溶解性单一。而合成的新型聚膦腈-芳酰胺对极性溶剂具有较好的溶解性，优异的阻燃性，热分解温度高，又具有优异的综合性能，因而可更广泛的应用于纺织、汽车、航空航天等领域。 

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种含磷氮液晶共聚酯材料。该材料具有溶解性能好、热分解温度高、阻燃性能好、高温高残留和其它综合性能优异等特点。 

本发明的目的之二在于提供该新型含磷氮液晶共聚酯材料的制备方法。 

为达到上述目的，本发明采用如下反应机理： 

。

为实现上述目的，本发明采取如下技术方案： 

1.    一种含磷氮液晶共聚酯材料，其特征在于该材料的结构式为：

；

其中M=2~3，n=6~15。

2.    一种制备根据权利要求1所述的含磷氮液晶共聚酯材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤为： 

a.       六氯环三磷腈HCCP、苯酚PhOH和对苯二酚HQ按1：（1～5）：（1～6）的摩尔比溶于四氢呋喃THF溶剂中，在惰性气氛下，20～50℃反应12～24小时；除去有机溶剂，用去离子水和乙醇反复提纯，40～100℃真空干燥12～24小时，得到具有端基为酚羟基的环三膦腈齐聚物N₃P₃(OC₆H₅)₄(OC₆H₄OH)₂，其结构式为：；

b将步骤a所得1份的具有端基为酚羟基的环三膦腈齐聚物、0.5份无水醋酸，真空环境下加热至180℃，再加入1～2份的对乙酰氧基苯甲酸ABA；反应2小时后，待反应体系稳定将温度提高至260℃，反应4小时终止反应，去离子水洗涤产物，真空干燥得含磷氮液晶共聚酯材料。

本发明具有如下突出特点和显著优点：本发明的含磷氮液晶共聚酯在保持全芳共聚酯优异的热稳定性的前提下，易溶解于高极性有机溶剂，增强了其机械加工性能，且在600℃下具有较高的碳残留率，为机械高温固体润滑材料提供新的选择。本发明制备的含磷氮液晶共聚酯材料具有良好的极性溶液溶解性能，良好的阻燃性能，较好的热稳定性能以及与聚苯酯(POB)相似的其他优异性能。 

本发明中所涉及到的具体测试方式如下具体描述： 

熔点（T_m）测定：

产物的熔点(Tm)采用DSC测定，样品5-10mg，在氮气保护的条件下，升温速度10℃/min，升温范围室温-500℃。数据采用二次升温数据，第一次升温至500℃恒温0.5min，然后以10℃/min降至室温，再以10℃/min升温至500℃，得到第二次DSC升温曲线，由此读出熔点（仪器为TAInstrumentsMDSC2910差热分析仪）。

热稳定分析： 

采用DuPont2000型热分析仪951附件来研究该液晶高分子的热稳定性。样品用量为10mg左右，氮气氛围(100mL/min)，升温速率为20℃/min。

具体实施方式

图1产品热失重曲线图(TG) 

图2产品在350℃下偏光显微镜照片。

具体实施方式

(1)    将多次升华制备1份的聚环三膦腈溶解于四氢呋喃（THF）溶剂中，滴加配制的4比份的苯酚钠THF溶液，氮气保护，40℃反应24小时。旋转蒸馏除去THF、去离子水洗涤多次、80℃真空干燥24小时，得乳白色胶体。