[发明专利]一种全生物来源苯并噁嗪树脂的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种全生物来源聚苯并噁嗪的制备方法及其应用。本发明提供的全生物来源苯并噁嗪预聚体工艺简单，反应效率高，制品纯度高，分子量分布窄，固化后的产物结构均一，网络结构完整。该预聚体最终程序升温固化得到的全生物来源苯并噁嗪固化树脂具有优良的耐热性能、力学性能、阻燃性能和介电性能，尤其具有优异的高频介电性能，可应用于高频和高速电路板基材，微波和毫米波通讯，车载雷达等领域。而由于固化后的树脂具有发达的交联网络，较高的含氮量，碳化后的全生物来源苯并噁嗪多孔树脂材料可作为功能材料应用，可应用于储电，药物负载，污染物处理，气体吸附等方面。

技术领域

本发明涉及有机高分子材料技术领域，具体涉及一种全生物来源苯并噁嗪树脂的制备方法及其应用。

背景技术

苯并噁嗪是一种新型的酚醛树脂，是一种由酚类化合物、胺类化合物和醛类为原料经Mannich反应而合成的六元杂环化合物。它在保持了传统酚醛树脂优异的热性能、阻燃性和电绝缘性的同时，还拥有很多传统酚醛树脂所不具有的优点如在加工固化过程中无小分子释放，所制产品孔隙率低，体积接近零收缩，材料具有更优良的高温热稳定性能、阻燃性能、力学性能以及化学稳定性等，而且吸水性低以及制备过程中无需强酸或强碱催化，减小了对设备的损害。因此在电子信息、航空航天、摩擦材料、复合材料等领域具有广泛的应用前景，引起了人们的研究兴趣。随着研究的深入以及思路的不断拓展,研究人员逐渐将苯并噁嗪树脂从工程材料向功能材料方向发展,诸如涉及高频通讯、储能、吸附、分离、形状记忆等领域,已引起广泛关注。

进入二十一世纪，信息传递进入高频信号传输时代。为了提高信号传输速度，电子信息产品的高频化对作为信息传递载体的覆铜板(CCL)及其重要组成部分的高分子树脂提出了更高的要求，基体树脂需要在高频下其介电性能兼具低介电常数和超低介电损耗。然而，传统苯并噁嗪树脂的介电常数k一般为3.5，介电损耗f一般为0.02(1GHz)，并不能很好满足高频通讯对基材树脂的高要求。因此，如何利用苯并噁嗪树脂灵活的分子设计性进行化学结构设计，从而降低树脂极性，这是值得研究者探讨的问题(Polymer Chemistry,2018,9(21),2913-2925)。

此外，苯并噁嗪树脂还可以作为碳材料的前驱体，苯并噁嗪多孔碳材料既引入了氧、氮等多种有机元素，又具有多样的孔隙结构。数量众多的微孔以及较大的比表面积不仅有利于提高材料的吸附(电子、离子、气体分子等微小粒子)、离子传输等性能，也有利于容纳掺杂物质提高复合材料相容性，从而使其在气体吸附与储存、催化、感应器、光电子等很多领域都具有应用前景(高分子材料科学与工程，2018，34(1)，184-190)。

双酚酸与糠胺都来自于天然资源，来源丰富，可再生，成本低。基于双酚酸与糠胺制备苯并噁嗪已有报道，但现有的制备方法在非极性溶剂中进行，反应时间长(10-15h)，固化温度高(230-250℃)(CN201810013847-生物质双酚酸-糠胺型苯并噁嗪树脂及其制备方法)。而且，除了利用双酚酸糠胺型苯并噁嗪良好的热性能以外，突破通常的工程化应用，充分利用其结构与性能的优势寻找出在高频通讯、储能、吸附等新兴领域的功能化应用，这对于提升其综合性能和树脂附加值，则显得更为迫切和重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种全生物来源苯并噁嗪预聚体、聚合树脂的制备方法以及聚合树脂作为高频介电材料、吸附功能材料的应用。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

提供一种全生物来源苯并噁嗪预聚体，其具有如下通式：

全生物来源苯并噁嗪预聚体的合成路线为：