CN115246935A - 一种轻质耐高温塑料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轻质耐高温塑料及其制备方法，涉及有机材料技术领域。本发明在制备轻质耐高温塑料，先制得卟啉，以卟啉为核心并用5‑辛烷醇基‑1,3苯二脂进行支化生长，制得树枝状大分子，将氢氧化铝沉积在树枝状大分子内部，并将苯二脂基团水解为苯二吩基团，再和二羟甲基二甲氧基硅烷进行反应生长，制得改性树枝状大分子，在超声的条件下将对乙烯基苯酚聚合沉积并将改性树枝状大分子包埋，并在真空环境中进行处理，制得半成品，将半成品进行共轭螯合制得轻质耐高温塑料。本发明制备的轻质耐高温塑料在密度低的同时具备优良的耐高温和阻燃性能。

Description

一种轻质耐高温塑料及其制备方法

技术领域

本发明涉及有机材料技术领域，具体为一种轻质耐高温塑料及其制备方法。

背景技术

塑料是以单体为原料，通过加聚或缩聚反应聚合而成的高分子化合物，其抗形变能力中等，介于纤维和橡胶之间，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成，塑料的主要成分是树脂。树脂是指尚未和各种添加剂混合的高分子化合物。塑胶原料定义为是一种以合成的或天然的高分子聚合物，可任意捏成各种形状最后能保持形状不变的材料或可塑材料产品。

泡沫塑料是由大量气体微孔分散于固体塑料中而形成的一类高分子材料，用途很广。几乎各种塑料均可作成泡沫塑料，发泡成型已成为塑料加工中一个重要领域。泡沫塑料与纯塑料相比，具有密度低，质轻，比强度高，其强度随密度增加而增大，有吸收冲击载荷的能力，有优良的缓冲减震性能，隔音吸音性能，热导率低，隔热性能好，优良的电绝缘性能，具有耐腐蚀、耐霉菌性能。软质泡沫塑料具有弹性优良等性能。

泡沫塑料虽然质轻，便于使用，但也有易燃，受热导致孔道坍塌易形变的缺点，因此在塑料质轻的同时提高塑料的耐高温性和助燃性是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻质耐高温塑料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种轻质耐高温塑料，其特征在于，按重量份数计，主要包括：4～6份改性树枝状大分子，8～16份对乙烯基苯酚和11～22份对苯二甲酰氯。

作为优化，所述改性树枝状大分子是以卟啉为中心与5-端羟基正辛基-1,3苯二脂反应制得树枝状大分子，将氢氧化铝沉积在树枝状大分子内部，并将苯二脂基团水解为苯二吩基团，再和二羟甲基二甲氧基硅烷进行反应生长制得。

作为优化，所述卟啉是由吡咯和3,5-二羟基苯甲醛反应制得。

作为优化,一种轻质耐高温塑料的制备方法，主要包括以下制备步骤：

(1)一次支化生长：先制得卟啉，以卟啉为核心并用5-辛烷醇基-1,3苯二脂进行支化生长，制得树枝状大分子；

(2)沉积并二次支化生长：将氢氧化铝沉积在树枝状大分子内部，并将苯二脂基团水解为苯二吩基团，再和二羟甲基二甲氧基硅烷进行反应生长，制得改性树枝状大分子；

(3)超声沉积并真空致孔：在超声的条件下将对乙烯基苯酚聚合沉积并将改性树枝状大分子包埋，并在真空环境中进行处理，制得半成品；

(4)共轭螯合：将半成品和对苯二甲酰氯反应，制得轻质耐高温塑料。

作为优化，所述轻质耐高温塑料的制备方法主要包括以下制备步骤：

(1)一次支化生长：在氩气保护下，将卟啉，5-端羟基正辛基-1,3苯二脂和四氢呋喃按质量比1：5：25～1：6：30混合均匀，0～5℃加入卟啉质量0.01～0.03倍的三苯基膦和卟啉质量0.01～0.03倍的偶氮二羧酸二异丙酯，在10～30℃，1500～2000r/min搅拌反应8～12h，用纯水和无水乙醇各洗涤3～5次，在-10～-1℃，1～10Pa的压力下干燥6～8h，制得树枝状大分子；

(2)沉积并二次支化生长：将树枝状大分子，铝酸钠和纯水按质量比1：1：8～1：1：10混合均匀，在10～20℃将树枝状大分子质量0.8～1.2倍的二氧化碳气体以1L/min的体积流量通入底部，再静置3～5min，过滤后进行水解处理，得水解后的树状大分子；再将水解后的树状大分子与二羟甲基二甲氧基硅烷，四氢呋喃按质量比1：1：15～1：2：20混合均匀，0～5℃加入二羟甲基二甲氧基硅烷质量0.01～0.03倍的三苯基膦和二羟甲基二甲氧基硅烷质量0.01～0.03倍的偶氮二羧酸二异丙酯，在10～30℃，1500～2000r/min搅拌反应8～12h，过滤后置于二羟甲基二甲氧基硅烷质量15～20倍的硅烷溶液，在40～50℃，800～1000r/min搅拌反应60～80min，过滤并用无水乙醇洗涤3～5次，在60～70℃，5～10Pa的压力下干燥6～8h，制得改性树枝状大分子；

(3)超声沉积并真空致孔：将改性树枝状大分子，对乙烯基苯酚，无水乙醇按质量比1：2：10～1：3：15混合均匀，再加入对乙烯基苯酚质量0.001～0.003倍的三乙基铝，在120～150℃反应釜中用30～40kHz的超声波震动反应6～8h后，过滤，用无水乙醇洗涤3～5次，沥干后置于真空腔中，1～10℃下，使真空腔压力控制在0.3～0.5Pa并维持4～6h，制得半成品；

(4)共轭螯合：将半成品，对苯二甲酰氯，三氯化铝，氯苯按质量比1：1：1：15～1：2：2：20混合均匀，预反应后升温至90～95℃，以2000～2500r/min搅拌反应6～8h，过滤后用无水乙醇和纯水各洗涤3～5次，在80～90℃下干燥4～6h，制得轻质耐高温塑料。

作为优化，步骤(1)所述卟啉的制备方法为：将吡咯，3,5-二羟基苯甲醛，乙酸三乙酯和二氯甲烷按质量比1：2：2：5～1：2：3：7混合均匀，再加入吡咯质量0.05～0.1倍的三氟化硼，在氮气氛围中，40～50℃的条件下反应60～80min，再加入吡咯质量5～10倍的四氯对苯醌，在60～80℃回流3～5h后，保持回流温度浓缩8～10min，冷却至-20～-10℃结晶过滤，并用无水乙醇洗涤3～5次，在-10～-5℃温度，5～10Pa压力下干燥4～6h，制备而成。

作为优化，步骤(2)所述水解处理的方法为：置于树枝状大分子质量10～15倍的质量分数3～5％的氢氧化钠溶液中，在80～90℃，1000～1500r/min搅拌反应40～50min，过滤后用纯水和无水乙醇各洗涤3～5次，在-10～-1℃，1～10Pa的压力下干燥6～8h。

作为优化，步骤(2)所述硅烷溶液是由二羟甲基二甲氧基硅烷，无水乙醇和纯水按质量比1：4：4～1：8：8混合均匀配制而成。

作为优化，步骤(3)所述反应釜为含有聚四氟乙烯衬底的反应釜。

作为优化，步骤(4)所述预反应的方法为：在0～10℃下以2000～2500r/min搅拌反应20～40min。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

本发明在制备轻质耐高温塑料，先进行一次支化生长制得树枝状大分子，在树枝状大分子内部沉积氢氧化铝后水解并进行二次支化生长，制得改性树枝状大分子，超声沉积使对乙烯基苯酚聚合沉积并将改性树枝状大分子包埋，真空致孔，制得半成品，将半成品进行共轭螯合制得。

首先，以卟啉为核心并用5-辛烷醇基-1,3苯二脂进行支化生长，制得树枝状大分子，卟啉核心可以很好的吸附沉积的氢氧化铝，同时5-辛烷醇基-1,3苯二脂形成的树枝末端为苯二脂，具有疏水性，保护吩羟基且连接的碳链较长，当氢氧化铝沉积在树枝状大分子的缝隙中时不附着在氢氧化铝上，仍能进行后续处理，枝状大分子含有大量的缝隙，可以有效降低材料的密度；再沉积并二次支化生长，制得改性树枝状大分子，改性树枝状大分子同时可以脱过水吸热并形成硅氧链将材料锁住，从而提高了材料的耐高温性能，同时改性树枝状大分子中的氢氧化铝和有机硅高温时能反应形成硅铝酸盐玻璃层在材料表面及缝隙内，隔绝了氧气和火源，提高了材料的阻燃性能。

其次，在超声的环境下使对乙烯基苯酚聚合，并抽真空使改性树枝状大分子中的液体溢出致孔制得半成品，超声使改性树枝状大分子表面密集的树枝运动，使有机分子易夹杂进入，形成的聚合物，提高材料的力学性能，同时抽真空将改性树枝状大分子缝隙中的气体及液体蒸发抽在半成品中出形成孔道，降低了材料的密度；用对苯二甲酰氯和半成品进行反应，制得轻质耐高温塑料，对苯二甲酰氯在聚对乙烯基苯酚上的酚羟基邻位进行取代，分子中的碳氧双键与邻位酚羟基能生成分子内氢键构成共扼六元鳌合环，氢键共扼六元鳌合环可以通过开环和闭环达到吸热和放热的效果，进一步提高材料的耐高温性能可在高温环境下持久使用，同时对苯二甲酰氯可以使聚对乙烯基苯酚的不同支链进行交联，提高了耐高温性能的同时也提高材料的力学性能。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的轻质耐高温塑料的各指标测试方法如下：

阻燃性：将各实施例所得的轻质耐高温塑料与对比例材料取相同大小形状，按照GB/T2046测试极限氧指数。

耐高温性：将各实施例所得的轻质耐高温塑料与对比例材料取相同大小形状，测量断裂强度，再置于100℃环境中放置30天，测量30天断裂强度，计算保持率＝30天断裂强度/初始断裂强度。

实施例1

一种轻质耐高温塑料，按重量份数计，主要包括：4份改性树枝状大分子，8份对乙烯基苯酚和11份对苯二甲酰氯。

一种轻质耐高温塑料的制备方法，所述轻质耐高温塑料的制备方法主要包括以下制备步骤：

(1)一次支化生长：将吡咯，3,5-二羟基苯甲醛，乙酸三乙酯和二氯甲烷按质量比1：2：2：5混合均匀，再加入吡咯质量0.05倍的三氟化硼，在氮气氛围中，40℃的条件下反应80min，再加入吡咯质量5倍的四氯对苯醌，在60℃回流3h后，保持回流温度浓缩8min，冷却至-20℃结晶过滤，并用无水乙醇洗涤3次，在-10℃温度，5Pa压力下干燥6h，制得卟啉；在氩气保护下，将卟啉，5-端羟基正辛基-1,3苯二脂和四氢呋喃按质量比1：5：25混合均匀，0℃加入卟啉质量0.01倍的三苯基膦和卟啉质量0.01倍的偶氮二羧酸二异丙酯，在10℃，1500r/min搅拌反应12h，用纯水和无水乙醇各洗涤3次，在-10℃，1Pa的压力下干燥8h，制得树枝状大分子；

(2)沉积并二次支化生长：将树枝状大分子，铝酸钠和纯水按质量比1：1：8混合均匀，在10℃将树枝状大分子质量0.8倍的二氧化碳气体以1L/min的体积流量通入底部，再静置5min，过滤后置于树枝状大分子质量10倍的质量分数3％的氢氧化钠溶液中，在80℃，1000r/min搅拌反应50min，过滤后用纯水和无水乙醇各洗涤3次，在-10℃，1Pa的压力下干燥8h，得水解后的树状大分子；再将水解后的树状大分子与二羟甲基二甲氧基硅烷，四氢呋喃按质量比1：1：15混合均匀，0℃加入二羟甲基二甲氧基硅烷质量0.01倍的三苯基膦和二羟甲基二甲氧基硅烷质量0.01倍的偶氮二羧酸二异丙酯，在10℃，1500r/min搅拌反应12h，过滤后置于二羟甲基二甲氧基硅烷质量15倍的硅烷溶液，硅烷溶液是由二羟甲基二甲氧基硅烷，无水乙醇和纯水按质量比1：4：4混合均匀配制而成，在40℃，800r/min搅拌反应80min，过滤并用无水乙醇洗涤3次，在60℃，5Pa的压力下干燥8h，制得改性树枝状大分子；

(3)超声沉积并真空致孔：将改性树枝状大分子，对乙烯基苯酚，无水乙醇按质量比1：2：10混合均匀，再加入对乙烯基苯酚质量0.001倍的三乙基铝，在120℃反应釜中用30kHz的超声波震动反应8h后，过滤，用无水乙醇洗涤3次，沥干后置于真空腔中，1℃下，使真空腔压力控制在0.3Pa并维持6h，制得半成品；

(4)共轭螯合：将半成品，对苯二甲酰氯，三氯化铝，氯苯按质量比1：1：1：15混合均匀，在0℃下以2000r/min搅拌反应40min，再升温至90℃，以2000r/min搅拌反应8h，过滤后用无水乙醇和纯水各洗涤3次，在80℃下干燥6h，制得轻质耐高温塑料。

实施例2

一种轻质耐高温塑料，按重量份数计，主要包括：5份改性树枝状大分子，12份对乙烯基苯酚和16份对苯二甲酰氯。

一种轻质耐高温塑料的制备方法，所述轻质耐高温塑料的制备方法主要包括以下制备步骤：

(1)一次支化生长：将吡咯，3,5-二羟基苯甲醛，乙酸三乙酯和二氯甲烷按质量比1：2：2：7混合均匀，再加入吡咯质量0.08倍的三氟化硼，在氮气氛围中，45℃的条件下反应70min，再加入吡咯质量8倍的四氯对苯醌，在70℃回流4h后，保持回流温度浓缩9min，冷却至-15℃结晶过滤，并用无水乙醇洗涤4次，在-8℃温度，8Pa压力下干燥5h，制得卟啉；在氩气保护下，将卟啉，5-端羟基正辛基-1,3苯二脂和四氢呋喃按质量比1：5：28混合均匀，3℃加入卟啉质量0.02倍的三苯基膦和卟啉质量0.02倍的偶氮二羧酸二异丙酯，在20℃，1800r/min搅拌反应10h，用纯水和无水乙醇各洗涤4次，在-5℃，5Pa的压力下干燥7h，制得树枝状大分子；

(2)沉积并二次支化生长：将树枝状大分子，铝酸钠和纯水按质量比1：1：9混合均匀，在15℃将树枝状大分子质量1倍的二氧化碳气体以1L/min的体积流量通入底部，再静置4min，过滤后置于树枝状大分子质量12倍的质量分数4％的氢氧化钠溶液中，在85℃，1200r/min搅拌反应45min，过滤后用纯水和无水乙醇各洗涤4次，在-5℃，5Pa的压力下干燥7h，得水解后的树状大分子；再将水解后的树状大分子与二羟甲基二甲氧基硅烷，四氢呋喃按质量比1：1：18混合均匀，2℃加入二羟甲基二甲氧基硅烷质量0.02倍的三苯基膦和二羟甲基二甲氧基硅烷质量0.02倍的偶氮二羧酸二异丙酯，在20℃，1800r/min搅拌反应10h，过滤后置于二羟甲基二甲氧基硅烷质量18倍的硅烷溶液，硅烷溶液是由二羟甲基二甲氧基硅烷，无水乙醇和纯水按质量比1：6：6混合均匀配制而成，在45℃，900r/min搅拌反应70min，过滤并用无水乙醇洗涤4次，在65℃，8Pa的压力下干燥7h，制得改性树枝状大分子；

(3)超声沉积并真空致孔：将改性树枝状大分子，对乙烯基苯酚，无水乙醇按质量比1：2.5：12混合均匀，再加入对乙烯基苯酚质量0.002倍的三乙基铝，在130℃反应釜中用35kHz的超声波震动反应7h后，过滤，用无水乙醇洗涤4次，沥干后置于真空腔中，5℃下，使真空腔压力控制在0.4Pa并维持5h，制得半成品；

(4)共轭螯合：将半成品，对苯二甲酰氯，三氯化铝，氯苯按质量比1：1：1：18混合均匀，在5℃下以2200r/min搅拌反应30min，再升温至92℃，以2200r/min搅拌反应7h，过滤后用无水乙醇和纯水各洗涤4次，在85℃下干燥5h，制得轻质耐高温塑料。

实施例3

一种轻质耐高温塑料，按重量份数计，主要包括：6份改性树枝状大分子，18份对乙烯基苯酚和22份对苯二甲酰氯。

一种轻质耐高温塑料的制备方法，所述轻质耐高温塑料的制备方法主要包括以下制备步骤：

(1)一次支化生长：将吡咯，3,5-二羟基苯甲醛，乙酸三乙酯和二氯甲烷按质量比1：2：3：7混合均匀，再加入吡咯质量0.1倍的三氟化硼，在氮气氛围中，50℃的条件下反应60min，再加入吡咯质量10倍的四氯对苯醌，在80℃回流3h后，保持回流温度浓缩10min，冷却至-10℃结晶过滤，并用无水乙醇洗涤5次，在-5℃温度，10Pa压力下干燥4h，制得卟啉；在氩气保护下，将卟啉，5-端羟基正辛基-1,3苯二脂和四氢呋喃按质量比1：6：30混合均匀，5℃加入卟啉质量0.03倍的三苯基膦和卟啉质量0.03倍的偶氮二羧酸二异丙酯，在30℃，2000r/min搅拌反应12h，用纯水和无水乙醇各洗涤5次，在-1℃，10Pa的压力下干燥6h，制得树枝状大分子；

(2)沉积并二次支化生长：将树枝状大分子，铝酸钠和纯水按质量比1：1：10混合均匀，在20℃将树枝状大分子质量1.2倍的二氧化碳气体以1L/min的体积流量通入底部，再静置5min，过滤后置于树枝状大分子质量15倍的质量分数5％的氢氧化钠溶液中，在90℃，1500r/min搅拌反应40min，过滤后用纯水和无水乙醇各洗涤5次，在-1℃，10Pa的压力下干燥6h，得水解后的树状大分子；再将水解后的树状大分子与二羟甲基二甲氧基硅烷，四氢呋喃按质量比1：2：20混合均匀，5℃加入二羟甲基二甲氧基硅烷质量0.03倍的三苯基膦和二羟甲基二甲氧基硅烷质量0.03倍的偶氮二羧酸二异丙酯，在30℃，2000r/min搅拌反应8h，过滤后置于二羟甲基二甲氧基硅烷质量20倍的硅烷溶液，硅烷溶液是由二羟甲基二甲氧基硅烷，无水乙醇和纯水按质量比1：8：8混合均匀配制而成，在50℃，1000r/min搅拌反应60min，过滤并用无水乙醇洗涤5次，在70℃，10Pa的压力下干燥6h，制得改性树枝状大分子；

(3)超声沉积并真空致孔：将改性树枝状大分子，对乙烯基苯酚，无水乙醇按质量比1：3：15混合均匀，再加入对乙烯基苯酚质量0.003倍的三乙基铝，在150℃反应釜中用40kHz的超声波震动反应6h后，过滤，用无水乙醇洗涤5次，沥干后置于真空腔中，10℃下，使真空腔压力控制在0.5Pa并维持4h，制得半成品；

(4)共轭螯合：将半成品，对苯二甲酰氯，三氯化铝，氯苯按质量比1：2：2：20混合均匀，在10℃下以2500r/min搅拌反应20min，再升温至95℃，以2500r/min搅拌反应6h，过滤后用无水乙醇和纯水各洗涤5次，在90℃下干燥4h，制得轻质耐高温塑料。

对比例1

对比例1的组成同实施例2。该轻质耐高温塑料的制备方法与实施例2的区别仅在于步骤(2)的不同，将步骤(2)修改为：沉积并水解：将树枝状大分子，铝酸钠和纯水按质量比1：1：9混合均匀，在15℃将树枝状大分子质量1倍的二氧化碳气体以1L/min的体积流量通入底部，再静置4min，过滤后置于树枝状大分子质量12倍的质量分数4％的氢氧化钠溶液中，在85℃，1200r/min搅拌反应45min，过滤后用纯水和无水乙醇各洗涤4次，在-5℃，5Pa的压力下干燥7h，制得改性树枝状大分子。其余制备步骤同实施例2。

对比例2

对比例2的组成同实施例2。该轻质耐高温塑料的制备方法与实施例2的区别仅在于步骤(2)的不同，将步骤(2)修改为：二次支化生长：将树枝状大分子置于树枝状大分子质量15倍的质量分数5％的氢氧化钠溶液中，在90℃，1500r/min搅拌反应40min，过滤后用纯水和无水乙醇各洗涤5次，在-1℃，10Pa的压力下干燥6h，得水解后的树状大分子；再将水解后的树状大分子与二羟甲基二甲氧基硅烷，四氢呋喃按质量比1：2：20混合均匀，5℃加入二羟甲基二甲氧基硅烷质量0.03倍的三苯基膦和二羟甲基二甲氧基硅烷质量0.03倍的偶氮二羧酸二异丙酯，在30℃，2000r/min搅拌反应8h，过滤后置于二羟甲基二甲氧基硅烷质量20倍的硅烷溶液，硅烷溶液是由二羟甲基二甲氧基硅烷，无水乙醇和纯水按质量比1：8：8混合均匀配制而成，在50℃，1000r/min搅拌反应60min，过滤并用无水乙醇洗涤5次，在70℃，10Pa的压力下干燥6h，制得改性树枝状大分子。其余制备步骤同实施例2。

对比例3

对比例3的组成同实施例2。该轻质耐高温塑料的制备方法与实施例2的区别仅在于步骤(3)的不同，将步骤(3)修改为：沉积并真空致孔：将改性树枝状大分子，对乙烯基苯酚，无水乙醇按质量比1：3：15混合均匀，再加入对乙烯基苯酚质量0.003倍的三乙基铝，在150℃反应釜中反应6h后，过滤，用无水乙醇洗涤5次，沥干后置于真空腔中，10℃下，使真空腔压力控制在0.5Pa并维持4h，制得半成品。其余制备步骤同实施例2。

对比例4

对比例4的轻质耐高温塑料的制备方法与实施例2的区别仅在于对比例4通过步骤(3)直接得到轻质耐高温塑料，不进行步骤(4)。

效果例

下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例1至4的轻质耐高温塑料的密度，阻燃性和耐高温性的性能分析结果。

表1

从表1中实施例1、2、3和对比列1的实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例1的密度低，极限氧指数和保持率高，说明了用二羟甲基二甲氧基硅烷进行二次支化生长，制得改性树枝状大分子，具有更大的孔隙，使密度降低，改性树枝状大分子的树枝末端可以脱过水吸热并形成硅氧链将材料锁住，从而提高了轻质耐高温塑料的耐高温性能，二羟甲基二甲氧基硅烷可以协同改性树枝状大分子中的氢氧化铝在高温时能反应形成硅铝酸盐玻璃层在材料表面及缝隙内，隔绝了氧气和火源，提高了轻质耐高温塑料的阻燃性能；实施例1、2、3对比对比例2的极限氧指数高，说明了沉积形成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝和改性树状大分子末端的有机硅在高温时能反应形成硅铝酸盐玻璃层在材料表面及缝隙内，隔绝了氧气和火源，提高了轻质耐高温塑料的阻燃性能；从实施例1、2、3对比对比例3实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例3的极限氧指数和保持率高，超声使改性树枝状大分子表面密集的树枝运动，使有机分子易夹杂进入，形成的聚合物和改性树枝状大分子的纠结程度增加，提高了树枝状大分子对整体的防护效果，从而提高了轻质耐高温塑料的阻燃性能和耐高温性能；从实施例1、2、3对比对比例4实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例4的保持率高，说明了进行共轭螯合，对苯二甲酰氯在聚对乙烯基苯酚上的酚羟基邻位进行取代，分子中的碳氧双键与邻位酚羟基能生成分子内氢键构成共扼六元鳌合环，氢键共扼六元鳌合环可以通过开环和闭环达到吸热和放热的效果，同时对苯二甲酰氯可以使聚对乙烯基苯酚的不同支链进行交联，提高了轻质耐高温塑料的耐高温性能。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种轻质耐高温塑料，其特征在于，按重量份数计，主要包括：4～6份改性树枝状大分子，8～16份对乙烯基苯酚和11～22份对苯二甲酰氯。

2.根据权利要求1所述的一种轻质耐高温塑料，其特征在于，所述改性树枝状大分子是以卟啉为中心与5-端羟基正辛基-1,3苯二脂反应制得树枝状大分子，将氢氧化铝沉积在树枝状大分子内部，并将苯二脂基团水解为苯二吩基团，再和二羟甲基二甲氧基硅烷进行反应生长制得。

3.根据权利要求2所述的一种轻质耐高温塑料，其特征在于，所述卟啉是由吡咯和3,5-二羟基苯甲醛反应制得。

4.一种轻质耐高温塑料的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：

(1)一次支化生长：先制得卟啉，以卟啉为核心并用5-辛烷醇基-1,3苯二脂进行支化生长，制得树枝状大分子；

(2)沉积并二次支化生长：将氢氧化铝沉积在树枝状大分子内部，并将苯二脂基团水解为苯二吩基团，再和二羟甲基二甲氧基硅烷进行反应生长，制得改性树枝状大分子；

(3)超声沉积并真空致孔：在超声的条件下将对乙烯基苯酚聚合沉积并将改性树枝状大分子包埋，并在真空环境中进行处理，制得半成品；

(4)共轭螯合：将半成品和对苯二甲酰氯反应，制得轻质耐高温塑料。

5.根据权利要求4所述的一种轻质耐高温塑料的制备方法，其特征在于，所述轻质耐高温塑料的制备方法主要包括以下制备步骤：

(1)一次支化生长：在氩气保护下，将卟啉，5-端羟基正辛基-1,3苯二脂和四氢呋喃按质量比1：5：25～1：6：30混合均匀，0～5℃加入卟啉质量0.01～0.03倍的三苯基膦和卟啉质量0.01～0.03倍的偶氮二羧酸二异丙酯，在10～30℃，1500～2000r/min搅拌反应8～12h，用纯水和无水乙醇各洗涤3～5次，在-10～-1℃，1～10Pa的压力下干燥6～8h，制得树枝状大分子；

(2)沉积并二次支化生长：将树枝状大分子，铝酸钠和纯水按质量比1：1：8～1：1：10混合均匀，在10～20℃将树枝状大分子质量0.8～1.2倍的二氧化碳气体以1L/min的体积流量通入底部，再静置3～5min，过滤后进行水解处理，得水解后的树状大分子；再将水解后的树状大分子与二羟甲基二甲氧基硅烷，四氢呋喃按质量比1：1：15～1：2：20混合均匀，0～5℃加入二羟甲基二甲氧基硅烷质量0.01～0.03倍的三苯基膦和二羟甲基二甲氧基硅烷质量0.01～0.03倍的偶氮二羧酸二异丙酯，在10～30℃，1500～2000r/min搅拌反应8～12h，过滤后置于二羟甲基二甲氧基硅烷质量15～20倍的硅烷溶液，在40～50℃，800～1000r/min搅拌反应60～80min，过滤并用无水乙醇洗涤3～5次，在60～70℃，5～10Pa的压力下干燥6～8h，制得改性树枝状大分子；

(3)超声沉积并真空致孔：将改性树枝状大分子，对乙烯基苯酚，无水乙醇按质量比1：2：10～1：3：15混合均匀，再加入对乙烯基苯酚质量0.001～0.003倍的三乙基铝，在120～150℃反应釜中用30～40kHz的超声波震动反应6～8h后，过滤，用无水乙醇洗涤3～5次，沥干后置于真空腔中，1～10℃下，使真空腔压力控制在0.3～0.5Pa并维持4～6h，制得半成品；

(4)共轭螯合：将半成品，对苯二甲酰氯，三氯化铝，氯苯按质量比1：1：1：15～1：2：2：20混合均匀，预反应后升温至90～95℃，以2000～2500r/min搅拌反应6～8h，过滤后用无水乙醇和纯水各洗涤3～5次，在80～90℃下干燥4～6h，制得轻质耐高温塑料。

6.根据权利要求5所述的一种轻质耐高温塑料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述卟啉的制备方法为：将吡咯，3,5-二羟基苯甲醛，乙酸三乙酯和二氯甲烷按质量比1：2：2：5～1：2：3：7混合均匀，再加入吡咯质量0.05～0.1倍的三氟化硼，在氮气氛围中，40～50℃的条件下反应60～80min，再加入吡咯质量5～10倍的四氯对苯醌，在60～80℃回流3～5h后，保持回流温度浓缩8～10min，冷却至-20～-10℃结晶过滤，并用无水乙醇洗涤3～5次，在-10～-5℃温度，5～10Pa压力下干燥4～6h，制备而成。

7.根据权利要求6所述的一种轻质耐高温塑料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述水解处理的方法为：置于树枝状大分子质量10～15倍的质量分数3～5％的氢氧化钠溶液中，在80～90℃，1000～1500r/min搅拌反应40～50min，过滤后用纯水和无水乙醇各洗涤3～5次，在-10～-1℃，1～10Pa的压力下干燥6～8h。

8.根据权利要求7所述的一种轻质耐高温塑料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述硅烷溶液是由二羟甲基二甲氧基硅烷，无水乙醇和纯水按质量比1：4：4～1：8：8混合均匀配制而成。

9.根据权利要求8所述的一种轻质耐高温塑料的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述反应釜为含有聚四氟乙烯衬底的反应釜。

10.根据权利要求9所述的一种轻质耐高温塑料的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述预反应的方法为：在0～10℃下以2000～2500r/min搅拌反应20～40min。