[发明专利]一种基于紫檀茋苯并噁嗪树脂及其制备方法

说明书

本发明属于热固性树脂技术领域，涉及一种基于紫檀茋生物基苯并噁嗪树脂及其制备方法，具体为含有碳碳双键的苯并噁嗪及其制备方法，将紫檀茋，胺类化合物，多聚甲醛混合，加入低、中极性有机溶剂，在80‑130℃反应4‑10h，反应后过滤，滤液水洗，再通过旋蒸、重结晶，干燥得到产物。本发明的优点是使用生物基紫檀茋为酚源，具有环境有好的特点；紫檀茋提供的碳碳双键可通过高温反应进一步提高苯并噁嗪的交联密度；紫檀茋本身的分子结构特性，使得其涂层有疏水的作用，能够很好地起到抗腐蚀的功能；合成步骤简单，产率较高；且固化后的苯并噁嗪树脂具有非常优异的热、力学性能和防腐蚀性能。合成工艺简单，对设备要求较低，适于规模化生产。

技术领域

本发明属于热固性树脂技术领域，尤其涉及一种基于紫檀茋苯并噁嗪树脂及其制备方法。

背景技术

苯并噁嗪树脂是一种新型开环聚合酚醛树脂，能通过开环聚合反应生成类似酚醛树脂结构，其原料来源广、制备简单、性能优异、固化时无挥发物，制品空隙率和收缩率低等优点。其制品具有优异的机械性能、耐热性、电绝缘性、尺寸稳定性、成型加工性、阻燃性及低烟雾性，其最突出的优点是具有非常灵活的分子可设计性，可以通过改变胺源和酚源化合物来设计其分子结构。苯并噁嗪树脂以及以其为基体的复合树脂被广泛应用在一些成型加工工艺中；以及用作耐烧材料、耐腐蚀材料、电子封装材料、机械制造业零件、航空航天材料、胶黏剂、电路板基板、真空泵旋片、绝缘材料等一些相关的领域。

随着应用领域的扩大，人们在追求高性能聚苯并噁嗪材料的同时，环境影响也成了重点考虑因数。研发同时具有高性能和环境友好的材料成为了科研工作者和工业界研发人员的方向。专利号(CN107459512A)制备的一种生物基含双键活性官能团苯并噁嗪树脂，不具备较好的抗腐蚀能力且制备时间长达数天，导致生产成本较大。专利号(CN106674214A)使用三步法合成呋喃基二胺型苯并噁嗪树脂，反应过程繁琐，不适合大规模生产。由于当前高分子材料快速发展，人们对于高性能树脂基体的要求越来越高。苯并噁嗪树脂的性能还需进一步提高，才能满足其在多种领域的广泛应用，如提高其耐热性、疏水性等，使其满足在一些高温、腐蚀环境下的使用。

发明内容

鉴于目前热固性树脂材料存在的一些不足之处，本发明以生物基紫檀茋为酚源，不仅从原料上减少了对环境的污染，且紫檀茋中含有的碳碳双键能够增大树脂固化后的交联程度，能够提升固化后树脂的力学性能，并且由于紫檀茋本身分子结构含有甲氧基，使得由紫檀茋制备的苯并噁嗪树脂在固化后具有良好的疏水作用，同时能够很好地起到抗腐蚀的功能。此外，本树脂合成工艺简单，产率高，对设备要求较低，适于大规模生产。

本发明的目的在于通过制备生物基紫檀茋苯并噁嗪树脂，大幅度降低苯并噁嗪树脂的固化温度的同时还保持树脂具有良好的热性能、力学性能和抗腐蚀性能，提供一种以生物基紫檀茋为酚源的新型苯并噁嗪及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的目的之一是提供一种基于紫檀茋苯并噁嗪树脂，其分子化学结构式如下所示：

其中，为以下结构之一：

本发明制备的基于紫檀茋苯并噁嗪树脂，固化峰值温度为200-260℃，所述基于紫檀茋苯并噁嗪树脂进一步固化交联后得到聚苯并噁嗪树脂，在惰性气氛800℃时，残炭率为40-80％；固化后树脂材料具有优异的疏水性与防腐蚀性，水接触角为100-140°。

本发明的目的之二是提供一种以生物基紫檀茋为酚源的苯并噁嗪树脂的制备方法，以紫檀茋、胺类化合物、多聚甲醛为原料，制备苯并噁嗪，化学反应方程式如下：

所述胺类化合物结构式为R-NH₂，为以下结构之一：

具体包括以下步骤：