CN102399365B

CN102399365B - 由氮氧杂环化合物所制得的聚合物的稳态溶液及该稳态溶液的制法与用途

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Publication number: CN102399365B
Application number: CN 201010275517
Authority: CN
Inventors: 廖世灏; 廖志伟; 徐玄浩; 陈宪德; 林宗贤
Original assignee: Taiwan Union Technology Corp
Current assignee: Taiwan Union Technology Corp
Priority date: 2010-09-08
Filing date: 2010-09-08
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2030-09-08
Also published as: CN102399365A

Abstract

一种由氮氧杂环化合物所制得的聚合物的稳态溶液及该稳态溶液的制法，其中是借助使具下式I或II的氮氧杂环化合物进行开环聚合反应以制得该稳态溶液：[式I][式II]

Description

由氮氧杂环化合物所制得的聚合物的稳态溶液及该稳态溶液的制法与用途

技术领域

本发明关于一种由氮氧杂环化合物所制得的聚合物的稳态溶液及该溶液的制法；特定言之，本发明关于一种由氮氧杂环化合物所制得且可视需要调配胶化时间的聚合物的稳态溶液及其制法。

背景技术

在塑化工业中，经常于热塑性聚合物中的聚合基质使用包含

结构的含氮氧杂环的苯衍生物，其可借助开环反应进行聚合而提供具苯酚结构的聚合物。该聚合物因在结构上具有高比例的苯环及碳-氮键，故具有绝佳的热性质(如耐热性、高玻璃态转化温度(Tg)、耐燃性等)与化学及机械性质。此外，当含氮氧杂环的苯衍生物进行开环聚合反应后，其聚合物在结构上具有大量羟基(hydroxyl group)，可进一步与其他聚合单体进行反应。有关含氮氧杂环的苯衍生物的开环聚合的相关文献，可参考例如德国专利第2255504号及第2323936号专利申请文件。

举例言之，已知可在环氧树脂的聚合反应中添加少量含氮氧杂环的苯衍生物作为硬化剂，其中该含氮氧杂环的苯衍生物于聚合反应中进行开环聚合反应并产生羟基，所产生的羟基进一步与环氧树脂进行反应，借此使环氧树脂具有更好的机械、化学及物理性质，如低吸湿性、高玻璃态转化温度、尺寸安定性、良好电气性质等。有关以含氮氧杂环的苯衍生物作为环氧树脂的硬化剂的应用，可参考例如中国台湾专利公告第I307707号、中国专利第1115772A号及美国专利第6,005,064号专利申请文件。

然而，目前所知的含氮氧杂环的苯衍生物在实际应用上仍存在诸多限制。举例言之，台湾专利第20172号及前述美国专利第6,005,064号揭示制造含氮氧杂环的苯衍生物的方法，利用酚化合物、醛化合物及一级胺进行聚合以提供含氮氧杂环的苯衍生物。然而，此等方法所形成的含氮氧杂环的苯衍生物对溶剂的溶解度不佳，在常温下容易过饱和而析出沉降，在保存及使用上有所不便。

此外，亦有将含氮氧杂环的苯衍生物自身开环的应用，如美国专利第6225440号所揭示的，在阳离子起始剂的协助下，于较低的温度(可低至-60℃)进行含氮氧杂环的苯衍生物的开环聚合。然而，此发明无法有效控制所制得的聚合物的分子量，且该开环反应使用卤素化合物来进行且会残存于最终产物之中，此于现今提倡无卤材料的诉求下，将降低最终产物的商业价值。

再者，含氮氧杂环的苯衍生物使用为环氧树脂硬化剂时，通常需在200℃以上一段时间后始可与环氧树脂反应，应用范围受限制，若采用如美国专利申请案第6225440号所揭示的经开环的化合物，则会因分子量不确定的因素而严重影响环氧树脂的硬化时间及性质。

鉴于此，本发明提供一种由氮氧杂环化合物所制得的聚合物的稳态溶液的方法。该方法借助温度控制的方式，起始/终止氮氧杂环化合物的开环聚合反应，不需额外使用催化剂、促进剂等。此外，可借助反应温度及反应时间的控制，来调整所得稳态溶液中的聚合物的胶化时间，提高其应用性，并增加所应用的产品(如环氧树脂)的品质稳定度。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种用以提供由氮氧杂环化合物所制得的聚合物的稳态溶液的方法，包含：

(a)将一氮氧杂环化合物溶于一第一溶剂中以形成一第一反应溶液，该氮氧杂环化合物具下式I或II；

[式I]

[式II]

其中，

R1至R3各自独立为：H、卤素、经或未经取代的C1至C10烷基、经或未经取代的C1至C10环烷基或者经或未经取代的C6至C20芳基；

W1及W2各自独立为：H、卤素、醚基、硫醚基、磺酰基、亚磺酰基、羰基、经或未经取代的C1至C10烷基、经或未经取代的C1至C10环烷基或者经或未经取代的C6至C20芳基；

m及n各自独立为1至4的整数；

p为1至3的整数；以及

q为1至4的整数；

(b)加热该第一反应溶液至一第一温度，以进行开环聚合反应；以及

(c)冷却该第一反应溶液至一第二温度，以终止该开环聚合反应，获得该稳态溶液，

其中，该第一溶剂不与该氮氧杂环化合物反应；该第一温度高于该氮氧杂环化合物的软化温度且低于该第一溶剂的沸点；且该第二温度低于该第一温度。

本发明的另一目的在于提供一种由氮氧杂环化合物所制得聚合物的稳态溶液，其借助上述方法所制得。该稳态溶液可作为硬化剂，用于环氧树脂的固化。

因此，本发明的再一目的在于使用前述稳态溶液作为固化环氧树脂用的硬化剂的用途。

为让本发明的上述目的、技术特征及优点能更明显易懂，下文以部分具体实施方式进行详细说明。

附图说明

图1A所示为本发明的一实施方式所用的氮氧杂环化合物的GPC图谱的分析结果；

图1B所示为本发明的一实施方式所用的氮氧杂环化合物的红外线光谱的分析结果；

图2A所示为本发明的稳态溶液的一实施方式的GPC图谱的分析结果；以及

图2B所示为本发明的稳态溶液的一实施方式的红外线光谱的分析结果。

具体实施方式

以下将具体地描述根据本发明的部分具体实施方式；惟，在不背离本发明的精神下，本发明尚可以多种不同形式的方式来实践，不应将本发明保护范围解释为限于说明书所陈述的内容。此外，除非文中有另外说明，于本说明书中(尤其是在权利要求书)所使用的“一”、“该”及类似用语应理解为包含单数及复数形式。

本发明由氮氧杂环化合物所制得聚合物的稳态溶液，通过将适当氮氧杂环化合物溶于有机溶剂中，经由温度调整，即可有效控制所得聚合物的聚合度，从而控制产品性质。特定言的，本发明将适当氮氧杂环化合物溶于有机溶剂中，在不涉及催化剂的使用的情况下，将所得的混合物升温至高于该氮氧杂环化合物的软化温度即可进行开环聚合反应，其后，透过调整开环聚合反应的温度及反应时间，而视所需地自由控制氮氧杂环化合物的聚合程度，以调整所得的聚合物分子量及胶化时间等性质，从而提高所得聚合物溶液的应用性。尤其，根据本发明方法，以快速降低聚合混合物的温度的方式，简易地控制开环聚合反应的进行，从而有效控制聚合物的聚合度。

特定言之，本发明方法包含以下步骤：

(a)将一氮氧杂环化合物溶于一第一溶剂中以形成一第一反应溶液；

(c)冷却该第一反应溶液至一第二温度，以终止该开环聚合反应获得该稳态溶液。

在步骤(a)中，所用的氮氧杂环化合物具下式I或II的结构，

[式I]

[式II]

其中，R1至R3各自独立为：H、卤素、经或未经取代的C1至C10烷基、经或未经取代的C1至C10环烷基或者经或未经取代的C6至C20芳基；W1及W2各自独立为：H、卤素、醚基、硫醚基、磺酰基、亚磺酰基、羰基、经或未经取代的C1至C10烷基、经或未经取代的C1至C10环烷基、或者经或未经取代的C6至C20芳基；m及n各自独立为1至4的整数；p为1至3的整数；以及q为1至4的整数。

于式I及式II中，m及n分别与W1及W2的键结数互相匹配。以式I为例，于不受理论限制的情形下，当m为1时，W1为具有单一键结的基团(如H、卤素、甲烷基等)，此时氮氧杂环化合物为具有单一氮氧杂环结构的化合物；当m为2时，W1为具有双键结的连接基团，此时氮氧杂环化合物为具有双氮氧杂环结构的化合物，以此类推。于本说明书的后附实施例中使用酚化合物、醛化合物及胺化合物的化学合成法来提供所需要的氮氧杂环化合物，详如后附实施例所述。

考量氮氧杂环化合物聚合的难易程度及所得聚合物的性质，m及n较佳各自独立为2或3，此时，W1及W2可各自独立为：醚基、硫醚基、磺酰基、亚磺酰基、羰基、经或未经醚基、硫醚基、磺酰基、亚磺酰基或羰基取代的C1至C10的烷基；经或未经醚基、硫醚基、磺酰基、亚磺酰基或羰基取代的C1至C10的环烷基；及经或未经醚基、硫醚基、磺酰基、亚磺酰基或羰基取代的C6至C20的芳基；更佳地，m及n为2，且W1及W2各自独立为：

或者

此时氮氧杂环化合物具式I′或式II′所示的结构：

[式I′]

[式II′]

于后附实施例中，使用

及

于本发明方法步骤(a)中，将氮氧杂环化合物溶于第一溶剂中以提供第一反应溶液，于此，可通过加热或搅拌的方式以提高溶解速率。该第一溶剂可为任何可溶解所用氮氧杂环化合物的惰性溶剂，且为不与所用氮氧杂环化合物反应的惰性溶剂。于不受理论限制的情形下，第一溶剂的沸点应至少高于本发明的聚合物的稳态溶液制备过程中所涉及的最高操作温度(通常是指开环聚合反应的温度)，以避免第一溶剂于操作过程中蒸发而改变第一反应溶液的浓度，造成后续制程进行的困难(如溶液变稠而无法进行搅拌)或影响所制得的聚合物的稳态溶液的品质(如聚合程度不均)。

一般而言，于不违背上述选用条件下，第一溶剂可例如为：环己酮、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、N，N-二甲基甲酰胺(N，N-dimethyl formamide，DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(N，N′-dimethyl acetamide，DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(N-methyl-pyrolidone，NMP)或前述的组合。于后附实施例中，使用环己酮或N，N-二甲基甲酰胺作为第一溶剂。

根据本发明方法，第一溶剂的使用量需足以溶解所用的氮氧杂环化合物即可。当第一溶剂的使用量过低，则可能无法充分溶解或无法将第一反应溶液搅拌均匀，且在氮氧杂环化合物的浓度极高的情况中，开环聚合反应所生成的水量恐将严重影响第一反应溶液的浓度，使开环聚合反应变得难以控制。另一方面，若第一溶剂的使用量过高，则势必须消耗更大量的能量来使第一反应溶液升温至并维持所需的开环聚合反应温度及后续降温至终止开环聚合反应的温度，造成不必要的能源损耗。因此，在考虑产能效益的前提下，该第一溶剂的使用量通常是对应每100重量份的氮氧杂环化合物使用约5重量份至约60重量份，较佳约20重量份至约40重量份的第一溶剂。

于本发明方法步骤(b)，于氮氧杂环化合物均匀溶解于第一溶剂中形成第一反应溶液后，提供能量以将第一反应溶液升温至一第一温度，该第一温度至少高于氮氧杂环化合物的软化温度，以便在不使用昂贵且对环境有害的催化剂的情况下，进行氮氧杂环化合物的开环聚合反应，以制得含所欲的聚合物的稳态溶液。以使用具式I′及式II′的氮氧杂环化合物为例，开环聚合反应所得的聚合物，分别于聚合物的结构中含有下式III及式IV：

[式III]

[式IV]

其中，可例如透过热能(如水浴、油浴、电加热器、热交换管)、辐射能(如紫外光照射、γ射线照射)、或其组合，提供该第一反应溶液能量，以提升其温度至第一温度。为了提高受热均匀性及反应均匀性，较佳于升温过程中同时搅拌第一反应溶液。如前述说明，该第一温度应低于第一溶剂的沸点，以避免第一溶剂于操作过程中蒸发而改变第一反应溶液的浓度，造成后续制程进行的困难或影响所制得的聚合物稳态溶液的品质。于本说明书后附实施例中，使用环己酮(沸点约155℃)及N，N-二甲基甲酰胺(沸点约153℃)作为第一溶剂，且第一温度约130℃至约150℃。

于开环聚合反应过程中，可通过取样测量样品的胶化时间，以判断所得聚合物的聚合程度，当第一反应溶液达到所需的聚合程度时，即可进行本发明方法步骤(c)。

根据本发明方法，于步骤(c)中，利用一快速降温手段以将第一反应溶液自第一温度降温至一低于该第一温度的第二温度，以终止开环聚合反应，获得所需的稳态溶液。需要说明的是，此处所指“终止”指经开环的化合物之间、聚合物之间及经开环的化合物与聚合物之间的聚合反应被相当程度地缓化，以使得所制得的产物在指定储存时限内，其胶化时间仅微幅变化，且在指定储存期限内的使用效果均能符合使用者的要求。其中，第二温度越低，则缓化效果越明显，反之则缓化效果越不明显；且第一反应溶液的降温速率越快，则第一反应溶液于降温期间的胶化时间的变化越小。理论上，可控制第二温度约等于储存温度(一般为室温)，以避免稳态溶液自第二温度降至储存温度时其胶化时间的微幅变化，但需耗费较高的降温成本(如需使用较大量的低温溶剂)。因此，在确保降温过程中的胶化时间变化为可接受的范围的前提下，通常控制第二温度为低于氮氧杂环化合物的软化点，较佳低于第一温度至少30℃，更佳低于第一温度至少50℃。

可用于本发明方法步骤(c)的降温手段并无特殊限制。例如，可在视需要搅拌第一反应溶液的情况下，进行以下操作：添加一第二溶剂至该第一反应溶液中、将该第一反应溶液置于一气体环境中、将该第一反应溶液置于一水浴中或前述操作手段的组合，其中，该第二溶剂、该气体环境及该水浴的温度应至少低于该第二温度。为快速获致所需要的降温效果，较佳以添加一第二溶剂的方式(单独或并用其他降温手段)来进行降温，此一方式除能直接与第一反应溶液接触达到快速降温外，更可达到稀释聚合物浓度之效，进一步防止已聚合的氮氧杂环化合物在降温过程中及储存温度下因过饱和而析出。在本说明书的后附实施例中，以添加一第二溶剂至该第一反应溶液或将该第一反应溶液置于一水浴中的方式来达到快速降温的目的。

于步骤(c)使用添加一第二溶剂至该第一反应溶液中以终止开环聚合反应的方式中，第二溶剂可与第一溶剂相同或不同，且可为任何不与开环聚合物反应的溶剂。例如，该第二溶剂可为选自：甲苯、二甲苯，丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、环己酮、N，N-二甲基甲酰胺或者前述的组合的极性溶剂。在本说明书的后附实施例中，使用丙酮及丁酮作为终止开环聚合反应的第二溶剂。第二溶剂的添加量及温度并无任何限制，只要能提供所需要的第二温度，达到终止开环聚合反应的效果即可。

于第一反应溶液维持于第一温度以持续进行开环聚合反应的过程中，随着第一温度维持时间越长，聚合程度亦越高(即所得聚合物的分子量越大)，反之则聚合程度越低。经发现，于本发明方法中，可通过调整第一温度的高低，来改变聚合速度的快慢，第一温度越高则聚合速度越快，反之则聚合速度越慢。因此，本发明的方法可简单地借助控制温度高低及/或反应时间长短，而自由调配开环聚合反应的聚合程度，以根据下游厂商的需求提供具所需胶化时间的产品。

本发明另提供一种利用上述方法，由氮氧杂环化合物所制得的聚合物稳态溶液，该溶液即使经长时间储存，亦不会产生聚合物析出的现象。此外，由于所制得的聚合物于结构上包含羟基，故可利用该羟基与环氧树脂反应达到硬化效果，作为环氧树酯的硬化剂。根据本发明，由于稳态溶液中的氮氧杂环化合物经预先聚合成具有羟基的聚合物，因此，相较于用未经开环聚合的氮氧杂环化合物作为硬化剂的现有技术，使用本发明稳态溶液作为硬化剂所需的硬化时间较短。此外，以本发明稳态溶液作为硬化剂，可在低于200℃的温度下完成环氧树脂的硬化。再者，如前所述，本发明稳态溶液可视使用者需要，改变其胶化时间，更具实用性。

现以下列具体实施方式以进一步例示说明本发明，其中，所采用的测量仪器及方法分别如下：

(A)软化点：选取厚度0.6毫米以上的样品，以TA仪器公司(TA instruments)所制造的热机械分析仪(Thermal MechanicalAnalyzer)测量在25℃至400℃时样品的体积膨胀收缩，其体积膨胀收缩改变时的温度即为软化点。

(B)胶化时间：选取0.2克的由氮氧杂环化合物所得的聚合物的稳态溶液作为样品，并在一温度约200℃的热盘上形成2平方厘米大小的圆片，计算以搅拌棒持续搅拌拉试至样品不再黏附搅拌棒或即将固化时所需的时间，此即定为其胶化时间。

实施例

[氮氧杂环化合物的制备]

将784克的双酚A(bisphenol A)、458克的苯胺及600克的甲苯，加入一装设有加热装置、温度计、搅拌机、冷却管、滴入装置及减压回收装置的3升的四口可分离式反应瓶中，以形成一合成溶液，升温至约40℃并搅拌均匀。于搅拌情况下，于20分钟内逐滴加819克的甲醛重量百分比为44％的甲苯溶液至该合成溶液中，此时该合成溶液的温度上升至约90℃，加热并维持该合成溶液于约90℃的温度并反应3小时，其反应式如下。

随后停止加热及搅拌并静置约20分钟，待该合成溶液分成二层后，移除上层的水相及微量的乳化物，旋即再加热至约90℃并以减压(低于约90毫米汞柱)的方式回收溶剂，待温度至约130℃且回收全部溶剂后，即获得重量约1380克的氮氧杂环化合物1，随后以前述测量方法(A)测得氮氧杂环化合物1的软化点为约63℃。

接着，改变合成溶液的组成为564克的苯酚、594克的二胺基二苯甲烷(diaminodiphenylmethane，MDA)及600克的甲苯，并以与前述方法实质上相同的方式制备氮氧杂环化合物2，反应式如下。获得重量约1288克的氮氧杂环化合物2，并以前述量测方法(A)测得氮氧杂环化合物2的软化点为约69℃。

再次改变合成溶液的组成为564克的苯酚、600克的二胺基二苯醚(diamino diphenyl ether，ODA)、600克的甲苯，并以与前述方法实质上相同的方式制备氮氧杂环化合物3，反应式如下。获得重量约1291克的氮氧杂环化合物3，并以前述量测方法(A)测得氮氧杂环化合物3的软化点为约71℃。

[实施例1：由氮氧杂环化合物1所得的聚合物的稳态溶液的制备]

将450克的氮氧杂环化合物1与115克的环己酮，加入装设有加热装置、温度计、搅拌机、冷却管、滴入装置及减压回收装置的于一1升的四口反应瓶中，在搅拌的情况下，加热至70℃并保持70℃直至氮氧杂环化合物1完全溶解，形成待聚合溶液1，由前述量测方法(B)测得其200℃胶化时间为约633秒，并以JASCO公司的凝胶渗透层析仪(gel permeation chromatography，GPC)量测其GPC图谱，结果如图1A所示；以及进一步以PerkinElmer公司的傅立叶转换红外线光谱仪量测胶化后的氮氧杂环化合物1的红外线光谱，如图1B所示。

随后将待聚合溶液1以阶段控温的方式进行开环聚合反应，在各时间点所对应的温度及胶化时间如表1所示。待反应时间达320分钟时，加入的25℃的丁酮(185克)，使溶液温度迅速降至约94℃，并自然冷却至常温以终止开环聚合反应，获得聚合物含量为重量百分比约60％的稳态溶液1。以前述量测方法(B)测得其200℃的胶化时间为约158秒。随后并分析稳态溶液1的GPC图谱及分析胶化后的稳态溶液1的红外线光谱，分析结果分别如图2A及图2B所示。

表1

由表1可知，以丁酮冷却后开环聚合反应即停止(冷却后胶化时间仅微幅变化)，因此，根据本发明的方法，确可在不同反应温度下，借助控制反应时间长短来控制所得成品的胶化时间，而能适应不同使用者的需求。

由图1A及图2A的比较可见，在进行开环聚合反应形成稳态溶液1后，原本氮氧杂环化合物1的峰值区域(约28分钟处)明显减少并于约20分钟至约28分钟之间形成新增宽带图谱1)、2)及3)，显见氮氧杂环化合物1已聚合成分子量更大的聚合物型态。此外，由图1B及图2B的比较可见，在进行开环聚合反应形成稳态溶液1后，在约2800/厘米3600/厘米之间出现一宽带的吸收峰，且在1600/厘米的处出现尖锐的吸收峰，此等吸收峰为羟基的特性吸收峰，其证实了本发明的方法确实可使氮氧杂环化合物进行开环聚合，并且可借此进一步产生与环氧树酯反应的羟基。

[实施例2：第一溶剂种类的影响]

以与实施例1相同的方式制备待聚合溶液1′，并以表2所示的控温方式进行开环聚合反应制备稳态溶液1′，只是这里使用115克的N，N-二甲基甲酰胺取代环己酮以制备聚合溶液1′。

表2

由表2可知，本发明稳态溶液可借助选定反应温度并控制反应时间长短来控制所得成品的胶化时间的特性，在使用其他溶剂时同样存在。

[实施例3：氮氧杂环化合物种类的影响]

将1293克的氮氧杂环化合物2与322克的N，N-二甲基甲酰胺，加入装设有加热装置、温度计、搅拌机、冷却管、滴入装置及减压回收装置的于一1升的四口反应瓶中，在搅拌的情况下，将其加热至氮氧杂环化合物2完全溶解，以形成待聚合溶液2，由前述量测方法(B)测得其200℃胶化时间为约551秒。

随后将待聚合溶液2以如表3所示的阶段控温方式进行开环聚合反应。待反应时间达260分钟时，加入25℃的丙酮(约540克)，使温度迅速降至约78℃，随后冷却至常温以终止开环聚合反应，获得聚合物含量为重量百分比约60％的稳态溶液2。以前述量测方法(B)测得其200℃胶化时间为约183秒。

表3

接着以类似方法制备稳态溶液3。将1296克的氮氧杂环化合物3与约323克的环己酮，加入装设有加热装置、温度计、搅拌机、冷却管、滴入装置及减压回收装置的于一1升的四口反应瓶中，在搅拌的情况下，将其加热至氮氧杂环化合物3完全溶解，以形成待聚合溶液3，由前述量测方法(B)测得其200℃胶化时间为约615秒。

随后将待聚合溶液3以如表4所示的控温方式进行开环聚合反应。待反应时间达155分钟时，加入室温的丁酮(约541克)，使温度迅速降至约88℃，随后冷却至常温以终止开环聚合反应，获得一聚合物含量为重量百分比约60％的稳态溶液3。以前述量测方法(B)测得其200℃胶化时间为约138秒。

表4

由表2、3及4的比较可知，本发明的稳态溶液可借助选定反应温度并控制反应时间长短来控制所得成品的胶化时间的特性，在使用不同氮氧杂环化合物时同样存在。

[实施例4：自第一温度降温至第二温度的手段的影响]

将400克的氮氧杂环化合物1与400克的N，N-二甲基甲酰胺，加入装设有加热装置、温度计、搅拌机、冷却管、滴入装置及减压回收装置的于一1公升的四口反应瓶中，在搅拌的情况下，将其加热至70℃并保持70℃直至氮氧杂环化合物1完全溶解，以形成待聚合溶液4，由前述量测方法(B)测得其200℃胶化时间为约641秒。

随后将待聚合溶液4以如表5所示的阶段控温方式进行开环聚合反应。待反应时间达340分钟时，关闭加热源并以常温冷水冲洗反应瓶的方式，使温度降至常温以终止开环聚合反应，获得聚合物含量为重量百分比约50％的稳态溶液4。以前述量测方法(B)测得其200℃胶化时间为约81秒。

表5

由表5可知，使用冷水的间接降温的方式同样能有效终止开环聚合反应(冷却后胶化时间仅微幅变化)。

[实施例5：储存测试]

储存样品：稳态溶液1、稳态溶液1′、稳态溶液2、稳态溶液3

储存条件：10℃的常压环境

储存时间：30天

测试结果：均无结晶沉淀物产生。

由测试结果可知，本发明的稳态溶液可于一般条件下长时间储存，不会有如现有技术中使用含氮氧杂环的苯衍生物时，容易因对一般溶剂的溶解度不佳，而产生过饱和析出的问题，在储存及使用上极为便利。

综上所述，本发明方法可借助温度控制手段来控制开环聚合反应的起止点，且可借助反应时间来控制所得聚合物的胶化时间，从而提供一由氮氧杂环化合物所得的聚合物的稳态溶液，该稳态溶液可直接作为如环氧树脂的硬化剂。此外，本发明方法所提供的由氮氧杂环化合物所得的聚合物的稳态溶液即使长时间储存(至少30天)亦不会有析出沉淀现象，具备极佳的稳定性及储存特性。

上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功效，并阐述本发明的技术特征，而非用于限制本发明的保护范畴。任何熟悉本技术者在不违背本发明的技术原理及精神下，可轻易完成的改变或安排，均属本发明所主张的范围。因此，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。

Claims

1.一种制备由氮氧杂环化合物所制得的聚合物的稳态溶液的方法，其特征在于包含：

(a)将氮氧杂环化合物溶于第一溶剂中以形成第一反应溶液，该氮氧杂环化合物具下式I或II；

[式I]

[式II]

其中，R1至R3各自独立为：H、卤素、经或未经取代的C1至C10烷基、经或未经取代的C1至C10环烷基或者经或未经取代的C6至C20芳基；

m及n各自独立为1至4的整数；

p为1至3的整数；以及

q为1至4的整数；

(b)加热该第一反应溶液至第一温度，以进行开环聚合反应；以及

(c)冷却该第一反应溶液至第二温度，以终止该开环聚合反应，获得该稳态溶液，其中，该第一溶剂不与该氮氧杂环化合物反应；该第一温度高于该氮氧杂环化合物的软化温度且低于该第一溶剂的沸点；且该第二温度低于该氮氧杂环化合物的软化温度。

2.如权利要求1的方法，其特征在于，m及n各自独立为2或3，且W1及W2各自独立为：醚基、硫醚基、磺酰基、亚磺酰基、羰基；经或未经醚基、硫醚基、磺酰基、亚磺酰基或羰基取代的C1至C10的烷基；经或未经醚基、硫醚基、磺酰基、亚磺酰基或羰基取代的C1至C10的环烷基；或者经或未经醚基、硫醚基、磺酰基、亚磺酰基或羰基取代的C6至C20的芳基。

3.如权利要求2的方法，其特征在于，m及n为2，且W1及W2各自独立为：

4.如权利要求1的方法，其特征在于，于步骤(a)中，该第一溶剂的用量是对应每100重量份该氮氧杂环化合物使用5至60重量份的第一溶剂。

5.如权利要求4的方法，其特征在于，该第一溶剂的用量是对应每100重量份该氮氧杂环化合物使用20至40重量份的第一溶剂。

6.如权利要求1的方法，其特征在于，该第一溶剂为：环己酮、甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、N，N-二甲基甲酰胺(N，N-dimethyl formamide，DMF)、N，N-二甲基乙酰胺(N，N′-dimethyl acetamide，DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(N-methyl-pyrolidone，NMP)或前述的组合。

7.如权利要求6的方法，其特征在于，该第一溶剂是环己酮或N，N-二甲基甲酰胺。

8.如权利要求1的方法，其特征在于，于步骤(c)中，进行以下操作：添加第二溶剂至该第一反应溶液中、将该第一反应溶液置于气体环境中、将该第一反应溶液置于水浴中或前述操作的组合，其中，该第二溶剂、该气体环境及该水浴的温度低于该第二温度，且该第二溶剂不与该聚合物反应。

9.如权利要求8的方法，其特征在于，于步骤(c)中添加第二溶剂至该第一反应溶液的方式来进行。

10.如权利要求9的方法，其特征在于，该第二溶剂为：甲苯、二甲苯，丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、环己酮、N，N-二甲基甲酰胺或前述的组合。

11.、如权利要求1至10中任一项的方法，其特征在于，该第二温度低于该第一温度至少30℃。

12.如权利要求11的方法，其特征在于，该第二温度低于该第一温度至少50℃。

13.如权利要求1的方法，其特征在于：该第二温度为室温。

14.一种由氮氧杂环化合物所制得聚合物的稳态溶液，其特征在于是由权利要求1至13中任一项所述的方法所制得。

15.一种如权利要求14所述的稳态溶液的用途，其特征在于是作为固化环氧树脂用的硬化剂。