专利名称：一种含均三嗪结构的氰酸酯和聚合物及制备方法
技术领域：
本发明涉及一种含均三嗪结构的氰酸酯和聚合物及制备方法。
背景技术：
氰酸酯(CE)是一类活性非常高的树脂基元，由于氰酸酯树脂由于具有耐高温、高强度、良好阻燃性以及独特的光学和电化学性能等优异综合性能，因而被广泛用耐火材料、绝缘材料、电子传输材料及粘结剂等工业领域。均三嗪是一种通用工业原料，因其对称的刚性结构及优异热力学稳定性和化学稳定性。此外，均三嗪的引入还往往赋予聚合物良好的催化负载和光电性能等功能特性。中·国专利CN200810011355公开了一类酚酞型氰酸酯单体和聚合物的制备方法，提供了一种具有高交联度和玻璃转变温度的氰酸酯树脂。中国专利CN200910303899公开了一种含硅芳香氰酸酯单体的制备方法，由于硅原子的引入，固化后的产物被赋予良好的热稳定和抗热氧化能力。目前已报道的氰酸酯单体主要是非对称型多氰酸酯化合物，对称性氰酸酯的合成步骤繁多；聚合物则需要在较高温度下发生固化，反应条件苛刻，对实际生产设备具有较高的要求。本发明则提供了一种简单、快速的氰酸酯单体的制备方法，氰酸酯单体在微波辅助下在较低温度即可发生固化反应得到具有较好性能的聚合物。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种具多个有高活性反应基团的新型含均三嗪结构的氰酸酯。本发明的第二个目的在于提供一种制备上述含均三嗪结构的氰酸酯的方法。本发明的第三个目的在于提供一种高交联度、具有良好的热稳定和抗热氧化能力的新型氰酸酯树脂。本发明的第四个目的在于提供一种上述氰酸酯树脂的简单快速的微波制备方法。本发明提供了一种含均三嗪结构的氰酸酯，具有式I结构
权利要求
1.一种含均三嗪结构的氰酸酯，其特征在于，具有式I结构
2.一种如权利要求1所述氰酸酯的制备方法，其特征在于，将质量分数为8飞0%的含羟基的芳甲腈化合物溶液在路易斯酸催作用下，先在-2(T30° C下反应O. f 10h，再在室温下反应O. 5 12h;反应结束后加入氨水，抽滤，滤液用二氯甲烷萃取，萃取有机相经干燥、过滤、重结晶后得到含均三嗪结构多羟基化合物；将得到的含均三嗪结构多羟基化合物溶于有机溶剂，并迅速加入卤化氰，将整个混合物置于-3(T10° C环境中，同时向混合物中加入碱，碱加完后移至室温下反应O. 5lh，反应结束后，水洗，过滤，重结晶，即得；其中对羟基芳腈化合物与路易斯酸的摩尔比为1:广20 ;多羟基化合物与卤化氰的摩尔比为1:3 10 ;卤化氰与碱的摩尔比为1: f 20 ;所述的含羟基的芳甲腈化合物包括4-羟基苯甲腈、4’-(4_羟基联苯基)甲臆、4”’ _轻基二联苯基甲臆、5-轻基-2-氰基卩比唳、5-轻基-2-氰基噻吩、5-羟基-2-氰基呋喃、5’-羟基-5-甲腈基联噻吩、5’ -羟基-5-甲腈基联吡啶、5’ -羟基-5-甲腈基联呋喃、5-氰基芘酚、5-羟基-1-萘甲腈、4-羟基-1-萘甲腈、6-羟基-2-萘甲腈、7-羟基-2-萘甲腈、9-羟基-10-蒽甲腈、6-羟基-1-蒽甲腈、4-羟基-1-蒽甲腈、6-羟基-2-蒽甲腈、7-羟基-2-芘甲腈、8-羟基-3-菲甲腈中的一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的路易斯酸是三氟甲磺酸、氯磺酸、甲基磺酸、硫酸、无水氯化铝、无水氯化锌、无水氯化铁中的一种或多种；所述的碱是三乙胺、二乙胺、N，N-二异丙基乙胺、咪唑、吡啶、氯化四乙胺、溴化四乙胺、乙酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含羟基的芳甲腈化合物溶液中的溶剂包括二氯甲烷、氯仿、N，N-二甲基甲酰胺、1，2-二氯乙烷、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、1，4-二氧六环、四氢呋喃中的一种或多种。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的有机溶剂是丙酮、丁酮、N，N-二甲基甲酰胺、1，4-二氧六环、N，N-二甲基乙酰胺、四氢呋喃、乙醚中的一种或多种；所述卤化氰是氯化氰、溴化氰中的一种或多种。
6.一种含均三嗪结构的氰酸酯树脂，其特征在于，具有式II结构单元
7.—种如权利要求6所述氰酸酯树脂的制备方法，其特征在于，将具有式I结构的氰酸酯配成氰酸酯和溶剂的摩尔比为1:1 50的溶液，在功率为10(T500W的微波下加热至10(T320° C反应O. 5 10h，反应结束后，将反应混合物经稀碱洗涤，过滤，得到的固体依次水洗、乙醇洗，然后用甲苯，氯仿，THF，丙酮或二氯甲烷索氏提取，置于15(T250° C真空干燥箱中干燥。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述的溶剂包括二苯砜、二苯醚、环丁砜、硝基苯、N-甲基吡咯烷酮或1，3- 二甲基-2-咪唑啉酮中的一种。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的反应还加入路易斯酸类或酚类或烷酸盐类中一种作为催化剂；所述的路易斯酸类包括三氟甲磺酸，甲磺酸或氯磺酸；所述的酚类包括苯酚或壬酚；所述的烷酸盐类包括辛酸锌，乙酸丙钴铜。
全文摘要
本发明公开了一种含均三嗪结构的氰酸酯和聚合物及制备方法；该制备方法是先将含羟基的芳甲腈化合物在路易斯酸作用下发生缩合反应得到含均三嗪结构的多羟基化合物；再将所得到的含均三嗪结构多羟基化合物与卤化氰在碱作用下发生亲核取代反应，即得氰酸酯；将制得的氰酸酯溶于有机溶剂在微波条件下发生加聚反应制得聚合物。该方法简单快速，制得的聚合物可用于气体吸附和选择性及分离，金属离子分离富集，有机小分子吸附等领域。
文档编号C08G73/06GK103012297SQ20121053906
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月13日 优先权日2012年12月13日
发明者喻桂朋, 潘春跃, 刘俊灵, 伍绍飞, 胡岳华 申请人:中南大学