专利名称：一种含有酰氯端基联苯型环氧液晶的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种含有酰氯端基联苯型环氧液晶的制备方法。
背景技术：
液晶高分子作为一类优秀的结构功能材料，具有强度高、模量高、耐高温及线膨胀系数小等特点，在航空、航天、电子、化工及医疗等领域获得了重要应用。目前该领域的研究己延伸到交联聚合物体系。特别是随着高性能复合材料新材料领域的发展，深度交联的液晶热固性树脂将逐渐成为新的高性能聚合物体，受到人们的广泛关注。液晶是介于液体和晶体之间的一种中介态，既有液态物质的流动性，又保持着晶态物质分子的有序排列，有着独特的性能，具有液晶特性的环氧树脂称为环氧液晶。由于环氧基团与固化剂固化的反应机理明确，反应容易控制，而且还可以通过改变环氧化合物和固化剂的结构，合成一系列具有不同结构的聚合物网络，为理论研究提供了便利。同时，环氧树脂是公认的综合性能优良的热固性树脂，因此人们着手研究用环氧官能团封端介晶单元，开发综合性能更加优异的液晶环氧树脂。液晶环氧化合物(liquid crystalline epoxy, LCE)在固化过程中介晶基元易发生取向形成自增强结构，从而改善固化产物LCT的韧性。环氧液晶融合了液晶有序与交联网络结构的优点，具有强度高、模量大、耐高温以及线膨胀系数小的特点，特别是尺寸稳定性、耐热性、耐冲击性相对普通环氧树脂大大改善，取向方向介电性能优异。有望在航天用复合材料、大规模集成微电子封装材料、发电机绝缘材料、日用家电和汽车涂料、土木建筑胶粘剂和金属抗蚀电泳涂料中得到广泛应用，因而备受关注。
发明内容
本发明的目的是提供一种性能优、价格低、用途广的含酰氯端基联苯型环氧液晶的制备方法。具体步骤为(1)在250ml三口烧瓶中加入3 30g联苯二酚、0. 01 0. Ig的催化剂对甲苯磺酸和20 IOOml摩尔浓度为lmol/L的二甲基甲酰胺(DMF)，升温至30 100°C，然后滴加 6 60ml摩尔浓度为lmol/L的环氧氯丙烷，回流反应4 12h，停止反应，加大量水沉淀， 减压抽滤，烘干即得中间体白色产物。(2)取3 20g步骤(1)制得的中间体白色产物和20 IOOml摩尔浓度为Imol/ L的四氯乙烷置于250ml三口烧瓶中，加入3 20g对苯二甲酰氯和0. 01 0. Iml摩尔浓度为lmol/L的吡啶，升温至80 150°C，反应4 10h。反应结束后，冷却至室温，用无水乙醇沉淀产物，过滤得到白色固体产物，即为本发明含酰氯端基联苯型环氧液晶产品。所述原料二甲基甲酰胺、环氧氯丙烷、对甲苯磺酸、四氯乙烷和吡啶为分析纯； 无水乙醇、联苯二酚和对苯二甲酰氯为工业级。本发明制备工艺简单、合成时间短、原料来源广泛及价格低。制备的含酰氯端基联苯型环氧液晶具有较宽的液晶区间和良好流动性，液晶区间为180 230°C。由于酰氯端基的存在，可以用来接枝改性各种含羟基或者氨基的高分子化合物，用途广泛。
附图为本发明实施例3制备的含酰氯端基联苯型环氧液晶的红外光谱图。
具体实施例方式主要原料联苯二酚(工业级)；二甲基甲酰胺(分析纯)；环氧氯丙烷(分析纯)； 对苯二甲酰氯(工业级)；对甲苯磺酸(分析纯)；四氯乙烷(分析纯)；吡啶(分析纯)； 无水 乙醇(工业级)。实施例1:在250ml三口烧瓶中加入3. Og联苯二酚、0. 02g催化剂对甲苯磺酸和20ml摩尔浓度为lmol/L的二甲基甲酰胺(DMF)，升温至60°C，然后滴加6ml摩尔浓度为lmol/L的环氧氯丙烷，回流反应4h，停止反应，加大量水沉淀，减压抽滤，烘干即得中间体白色产物。取6g 中间体白色产物和20ml摩尔浓度为lmol/L的四氯乙烷置于250ml三口烧瓶中，加入3g对苯二甲酰氯和0.01ml摩尔浓度为lmol/L的吡啶，升温至90°C，反应5h。反应结束后，冷却至室温，用无水乙醇沉淀产物，过滤得到白色固体产物，即为本发明含酰氯端基联苯型环氧液晶产品。该含酰氯端基联苯型环氧液晶产品的液晶区间为190 225°C，流动性好，液晶态良好。实施例2:在250ml三口烧瓶中加入3. Og联苯二酚、0. 02g催化剂对甲苯磺酸和20ml摩尔浓度为lmol/L的二甲基甲酰胺(DMF)，升温至70°C，然后滴加6ml摩尔浓度为lmol/L的环氧氯丙烷，回流反应6h，停止反应，加大量水沉淀，减压抽滤，烘干即得中间体白色产物。取6g 中间体白色产物和20ml摩尔浓度为lmol/L的四氯乙烷置于250ml三口烧瓶中，加入3g对苯二甲酰氯和0. Olml摩尔浓度为lmol/L的吡啶，升温至100°C，反应7h。反应结束后，冷却至室温，用无水乙醇沉淀产物，过滤得到白色固体产物，即为本发明含酰氯端基联苯型环氧液晶产品。该含酰氯端基联苯型环氧液晶产品的液晶区间为191 222°C，流动性很好，液晶态较好。实施例3:在250ml三口烧瓶中加入3. Og联苯二酚、0. 02g催化剂对甲苯磺酸和20ml摩尔浓度为lmol/L的二甲基甲酰胺(DMF)，升温至90°C，然后滴加6ml摩尔浓度为lmol/L的环氧氯丙烷，回流反应8h，停止反应，加大量水沉淀，减压抽滤，烘干即得中间体白色产物。取6g 中间体白色产物和20ml摩尔浓度为lmol/L的四氯乙烷置于250ml三口烧瓶中，加入3g对苯二甲酰氯和0.01ml摩尔浓度为lmol/L的吡啶，升温至120°C，反应9h。反应结束后，冷却至室温，用无水乙醇沉淀产物，过滤得到白色固体产物，即为本发明含酰氯端基联苯型环氧液晶产品。该含酰氯端基联苯型环氧液晶产品的液晶区间为185 226°C，流动性很好，液晶态较好。
附图是含酰氯端基联苯型环氧液晶的红外光谱图。图中在ieoocnT1和1500CHT1左右处的强吸收峰为苯环C = C的伸缩振动，3200 SeOOcnT1处羟基的吸收峰消失，934cm-1和 877cm-1处出现环氧基的特征吸收峰，1780cm-1处为酰氯基团上羰基的特征吸收峰，2940CHT1 左右处为一组对称的亚甲基伸缩振动峰，这与含酰氯端基联苯型环氧液晶的结构基本相 符。
权利要求
1. 一种含有酰氯端基联苯型环氧液晶的制备方法，其特征在于具体步骤为(1)在250ml三口烧瓶中加入3 30g联苯二酚、0.01 0. Ig的催化剂对甲苯磺酸和 20 IOOml摩尔浓度为lmol/L的二甲基甲酰胺(DMF)，升温至30 100°C，然后滴加6 60ml摩尔浓度为lmol/L的环氧氯丙烷，回流反应4 12h，停止反应，加水沉淀，减压抽滤， 烘干即得中间体白色产物。(2)取3 20g步骤⑴制得的中间体白色产物和20 IOOml摩尔浓度为lmol/L的四氯乙烷置于250ml三口烧瓶中，加入3 20g对苯二甲酰氯和0. 01 0. Iml摩尔浓度为 lmol/L的吡啶，升温至80 150°C，反应4 10h。反应结束后，冷却至室温，用无水乙醇沉淀产物，过滤得到白色固体产物，即含酰氯端基联苯型环氧液晶产品；所述原料二甲基甲酰胺、环氧氯丙烷、对甲苯磺酸、四氯乙烷和吡啶为分析纯；无水乙醇、联苯二酚和对苯二甲酰氯为工业级。
全文摘要
本发明涉及一种含有酰氯端基联苯型环氧液晶的制备方法。在250ml三口烧瓶中加入3～30g联苯二酚、0.01～0.1g的催化剂对甲苯磺酸和20～100ml摩尔浓度为1mol/L的二甲基甲酰胺，升温至30～100℃，然后滴加6～60ml摩尔浓度为1mol/L的环氧氯丙烷，回流反应4～12h，沉淀、减压抽滤，烘干即得中间体白色产物。取3～20g中间体白色产物和20～100ml摩尔浓度为1mol/L的四氯乙烷置于250ml三口烧瓶中，加入3～20g对苯二甲酰氯和0.01～0.1ml摩尔浓度为1mol/L的吡啶，升温至80～150℃，反应4～10h；冷却至室温，沉淀、过滤得到白色固体产物。本发明制备的含酰氯端基联苯型环氧液晶，生产周期短、成本低、污染小，液晶区间宽和液晶态流动性好。
文档编号C08G59/14GK102153728SQ20111004917
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月28日 优先权日2011年2月28日
发明者刘括, 罗崇禧, 郭栋, 陆绍荣, 黄志义 申请人:桂林理工大学