一种室温液态苯并噁嗪单体、制备方法及苯并噁嗪树脂

本发明涉及高分子材料，更具体的涉及一种室温液态苯并噁嗪单体、制备方法及苯并噁嗪树脂。

背景技术：

1、苯并噁嗪树脂是一种新型的类酚醛树脂，它具有高耐热性、固化过程中近乎于0的收缩率和低的表面能等优势，并在航空航天、电气绝缘、电子信息、新能源等尖端领域有着诸多应用。尽管苯并噁嗪树脂在工业领域的应用具有广阔的前景，但是其在实际产业化应用时，仍需要解决的加工过程存在的实际问题。

2、近年来，由于材料可持续发展的紧迫性和重要性，同时石油基衍生树脂的大量使用势必会对环境造成负担，因此使用生物质资源制备高性能树脂具有重要的意义。另外为了制得具有优异性能的苯并噁嗪树脂，苯并噁嗪在设计合成上往往趋向于合成具有较高刚性的单体，这就会造成苯并噁嗪单体的熔点过高，较高的熔点会造成加工困难，这就会制约其在工业领域的实际应用。同时传统的苯并噁嗪树脂大多具有较高的固化温度，这也会对其实际应用造成困难。

3、因此，对苯并噁嗪结构进行合理的设计优化，并合成新颖的生物质苯并噁嗪单体是实现其产业化应用的重要途径。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明提供了一种室温液态苯并噁嗪单体、制备方法及苯并噁嗪树脂，制备得到的苯并噁嗪单体具有较高的生物质含量，且在室温下为液态，有利于后续应用（例如树脂传递模塑成型工艺），同时，制备得到苯并噁嗪单体固化峰值温度低使得其具有较好加工性能，符合产业化应用的要求。

2、本发明的第一个目的是提供一种苯并噁嗪单体的制备方法，包括以下步骤：

3、生物质酚类化合物、多聚甲醛和糠胺发生曼尼希反应，反应结束进行后处理制备得室温液态苯并噁嗪单体；所述生物质酚类化合物为大麦芽碱；曼尼希反应的反应温度为70-110 ℃，反应时间为4-12 h；

4、所述室温液态苯并噁嗪单体的结构式如式（ⅰ）所示：

5、。

6、优选的，生物质酚类化合物、多聚甲醛、糠胺的摩尔比为1：2-3：1-1.5。

7、优选的，生物质酚类化合物、多聚甲醛、糠胺的摩尔比为1：2：1。

8、优选的，还包括有机溶剂，有机溶剂与生物质酚类化合物的比例为1-2ml：1mmol。

9、优选的，所述有机溶剂为甲苯、苯、乙醇、乙酸乙酯、二氯己烷、氯仿中的任意一种。

10、优选的，后处理为：曼尼希反应结束后得到的反应液冷却至室温后，用naoh溶液和水洗涤后收集有机层，旋蒸得到室温液态苯并噁嗪单体。

11、本发明的第二个目的是提供上述制备方法制备得到的室温液态苯并噁嗪单体。

12、由于相关规定的制定和对产品要求的提高，使敞模成型复合材料日益受到限制，促使了闭模成型技术的应用，近年来尤其促进了树脂传递模塑成型工艺（rtm）技术的革新和发展。rtm是指低粘度树脂在闭合模具中流动、浸润增强材料并固化成形的一种工艺技术，在模腔中铺放设计好的增强材料预成型体，在压力或真空或两者共同的作用下将低粘度的树脂注入模腔，树脂在流动充模的过程中完成对增强材料预成型体的浸润，并固化成型而得到复合材料构件的工艺方法。其对树脂基体提出了新的要求，诸如耐热性和粘度，树脂体系在工艺温度下有适当的黏度（工作范围内约为0.2-0.8 pa·s），所以制备室温液态低粘度树脂有利于其在rtm技术中的运用。

13、本发明的第三个目的是提供上述室温液态苯并噁嗪单体固化得到的苯并噁嗪树脂。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、本发明以生物质酚类化合物、多聚甲醛和糠胺为原料，通过发生曼尼希反应，制备室温液态苯并噁嗪单体。本发明中生物质酚类化合物和糠胺皆为生物质原料，使得制得苯并噁嗪单体具有较高的生物质含量；生物质是可再生资源，其可以取代或部分取代石油基资源，有利于降低对环境带来的负担。同时本发明在结构中引入生物质糠胺，糠胺是富电子杂环，有助于催化苯并噁嗪开环阳离子聚合，从而降低树脂的固化温度，提高其工艺性。

16、本发明制备了室温下为液态的苯并噁嗪单体，拓宽了苯并噁嗪单体的应用领域，例如可有利于其在rtm技术中的运用，并可作为重要结构材料并在航空航天、交通运输、体育用品、船舶、建筑等领域具有抗腐蚀和高耐热等应用的潜力。

技术特征：

1.一种室温液态苯并噁嗪单体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种室温液态苯并噁嗪单体的制备方法，其特征在于，生物质酚类化合物、多聚甲醛、糠胺的摩尔比为1：2-3：1-1.5。

3.根据权利要求2所述的一种室温液态苯并噁嗪单体的制备方法，其特征在于，生物质酚类化合物、多聚甲醛、糠胺的摩尔比为1：2：1。

4.根据权利要求1所述的一种室温液态苯并噁嗪单体的制备方法，其特征在于，还包括有机溶剂，有机溶剂与生物质酚类化合物的比例为1-2 ml：1 mmol。

5.根据权利要求4所述的一种室温液态苯并噁嗪单体的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯、苯、乙醇、乙酸乙酯、二氯己烷、氯仿中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的一种室温液态苯并噁嗪单体的制备方法，其特征在于，后处理为：曼尼希反应结束后得到的反应液冷却至室温后，用naoh溶液和水洗涤后收集有机层，旋蒸得到室温液态苯并噁嗪单体。

7.一种权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到的室温液态苯并噁嗪单体。

8.一种权利要求7所述的室温液态苯并噁嗪单体固化得到的苯并噁嗪树脂。

技术总结
本发明公开了一种室温液态苯并噁嗪单体、制备方法及苯并噁嗪树脂，属于高分子材料技术领域。本发明的室温液态苯并噁嗪单体的制备包括以下步骤：生物质酚类化合物、多聚甲醛和糠胺发生曼尼希反应，反应结束进行后处理制备得室温液态苯并噁嗪单体。本发明制备得到的苯并噁嗪单体具有较高的生物质含量，且在室温下为液态，有利于后续应用。

技术研发人员：沙新龙,陈子涵,巫先坤,费正皓,刘总堂,施卫忠,冒显
受保护的技术使用者：盐城师范学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14