一种单环苯并噁嗪中间体及制备方法和用途
【专利摘要】本发明公开了一种单环苯并噁嗪中间体及制备方法和用途，其特点是按含醛基的苯酚化合物∶含甲基的N杂环芳胺化合物∶甲醛或多聚甲醛＝1∶1∶2～2.4的摩尔比，先将含甲基的N杂环芳胺化合物、甲醛或多聚甲醛水溶液及溶剂加入到反应釜中，于温度0～40℃反应0.1～2h；然后加入含醛基的苯酚化合物，升温到50～100℃，反应4～10h，用0.5～3mol/L的碱性水溶液洗1～2次再用去离子水洗1～5次，经减压旋转蒸发脱除溶剂得黄色粘稠中间体。该单环苯并噁嗪具有较高的N量和较高热稳定性，与环氧树脂，双马来酰亚胺树脂，碳纳米管，碳纤维，石墨烯，玻璃纤维复合使用，用于太阳能电池，储氢材料，超级电容器，燃料电池，耐烧蚀树脂和无卤无磷阻燃树脂或阻燃剂领域。
【专利说明】一种单环苯并噁嗪中间体及制备方法和用途
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种单环苯并噁嗪中间体及制备方法和用途，属于高性能树脂的中间体制备及应用领域。
【背景技术】
[0002]苯并噁嗪是一类由伯胺类化合物、甲醛和酚类化合物经缩合反应得到的含氮六元杂环化合物，可以在加热或路易斯酸催化作用下发生开环聚合，形成结构上类似于酚醛树脂的含氮聚合物。该树脂具有优良的机械性能、耐热性、加工性、固化过程无小分子放出、灵活的分子设计性、固化过程中体积近乎零收缩、低吸水率、低表面能优点。
[0003]传统苯并噁嗪树脂的热稳定性和阻燃性能仍然不能满足电子、航空航天等领域的要求。目前提高苯并噁嗪热稳定性的方法主要是通过分子设计合成出含特殊基团的苯并噁嗪中间体，如H.1shida在“Synthesis and thermalcharacterization of polybenzoxazines based on acetylene-functionalmonomers,>[Polymer, 40, 6565 - 6573)]等文章中提到含炔基,氰基,马来酰亚胺基反应性基团可提高苯并噁嗪的热稳定性。也有一些学者以苯并噁嗪先驱体，制备含氮的功能性碳材料，比如:超级电容器，燃料电池等，在这些材料中氮含量直接决定了材料的性能。但是这些苯并噁嗪的合成工艺复杂，使它们在实际应用中受到了限制。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有技术的不足而开发的一种单环苯并噁嗪中间体及制备方法和用途。其特征是该中间体含有苯并噁嗪和氮杂环结构；酚核上连有醛基，芳胺的氮杂环上连有甲基，二者可在高温`下发生Knoevenagel反应形成_C=C_共轭结构；其聚合物具有高交联密度、高氮含量、高耐热性，而且具有光致荧光效应。
[0005]本发明的目的由以下技术措施实现:其中所述原料份数除特殊说明外，均为摩尔份数。
[0006]单环苯并噁嗪中间体的结构式如下
[0007]
【权利要求】
1.一种单环苯并噁嗪中间体，其特征在于该中间体的结构式如下
2.根据权利要求1所述单环苯并噁嗪中间体的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤: 按含醛基的苯酚化合物:含甲基的N杂环芳胺化合物:甲醛或多聚甲醛=1:1: 2~2.4，的摩尔比，先将含甲基的N杂环芳胺化合物、甲醛或多聚甲醛水溶液及溶剂加入到反应釜中，于温度O~40°C反应0.1~2h ;然后加入含醛基的苯酚化合物，升温到50~100°C，反应4~10h，用0.5~3mol/L的碱性水溶液洗I~2次再用去离子水洗I~5次至水相PH=7，经减压旋转蒸发脱除溶剂得黄色粘稠单环苯并噁嗪中间体。
3.根据权利要求2所述单环苯并噁嗪中间体的制备方法，其特征在于溶剂为甲苯，乙醇，二氧六环，丁酮，氯仿和二甲基甲酰胺中的至少一种。
4.根据权利要求2所述单环苯并噁嗪中间体的制备方法，其特征在于含醛基的苯酚化合物为以下结构:
5.根据权利要求2所述单环苯并噁嗪中间体的制备方法，其特征在于含甲基的N杂环芳胺化合物，包括以下4种结构单元:
6.根据权利要求1所述单环苯并噁嗪中间体的用途之一，其特征在于该中间体与环氧树脂，酚醛树脂，双马来酰亚胺树脂，氰酸酯树脂，乙炔基树脂，聚氨酯树脂共混和碳纳米管，碳纤维，玻璃纤维，芳纶纤维，聚苯并恶唑纤维，石墨烯，二氧化硅，多面体低聚倍半硅氧烷复合增强，适用于传递模塑，模压，缠绕，浇铸，拉挤成型。
7.根据权利要求1所述单环苯并噁嗪中间体的用途之二，其特征在于该中间体用于涂料和胶粘剂，催化剂载体，电解质膜，储氢材料，太阳能电池，耐烧蚀树脂和无卤无磷阻燃树脂或阻燃剂。
【文档编号】C08K7/14GK103694232SQ201310689363
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月13日 优先权日:2013年12月13日
【发明者】顾宜, 张华川, 冉起超, 朱蓉琪, 杨坡, 凌红 申请人:四川大学