CN117004180A - 一种主链型苯并噁嗪泡棉材料及其制备方法和应用 - Google Patents
一种主链型苯并噁嗪泡棉材料及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117004180A CN117004180A CN202311256468.2A CN202311256468A CN117004180A CN 117004180 A CN117004180 A CN 117004180A CN 202311256468 A CN202311256468 A CN 202311256468A CN 117004180 A CN117004180 A CN 117004180A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- main chain
- benzoxazine
- chain type
- foam material
- bio
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- CMLFRMDBDNHMRA-UHFFFAOYSA-N 2h-1,2-benzoxazine Chemical compound C1=CC=C2C=CNOC2=C1 CMLFRMDBDNHMRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- 239000006261 foam material Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 claims abstract description 21
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 21
- -1 diamine compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002685 polymerization catalyst Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000004594 Masterbatch (MB) Substances 0.000 claims abstract description 10
- XOZUGNYVDXMRKW-AATRIKPKSA-N azodicarbonamide Chemical compound NC(=O)\N=N\C(N)=O XOZUGNYVDXMRKW-AATRIKPKSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 235000019399 azodicarbonamide Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000001721 transfer moulding Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 20
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 claims description 10
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 claims description 10
- 239000004156 Azodicarbonamide Substances 0.000 claims description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical group O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims description 2
- 238000010025 steaming Methods 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 5
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 150000005130 benzoxazines Chemical class 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- BCHZICNRHXRCHY-UHFFFAOYSA-N 2h-oxazine Chemical group N1OC=CC=C1 BCHZICNRHXRCHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VMUXSMXIQBNMGZ-UHFFFAOYSA-N 3,4-dihydrocoumarin Chemical compound C1=CC=C2OC(=O)CCC2=C1 VMUXSMXIQBNMGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- DZGWFCGJZKJUFP-UHFFFAOYSA-N Tyramine Natural products NCCC1=CC=C(O)C=C1 DZGWFCGJZKJUFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- DMSHWWDRAYHEBS-UHFFFAOYSA-N dihydrocoumarin Natural products C1CC(=O)OC2=C1C=C(OC)C(OC)=C2 DMSHWWDRAYHEBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 2
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 2
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 229960003732 tyramine Drugs 0.000 description 2
- DZGWFCGJZKJUFP-UHFFFAOYSA-O tyraminium Chemical compound [NH3+]CCC1=CC=C(O)C=C1 DZGWFCGJZKJUFP-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 2
- YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 4,4'-diaminodiphenylmethane Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1CC1=CC=C(N)C=C1 YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JCRRFJIVUPSNTA-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-aminophenoxy)phenoxy]aniline Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC(C=C1)=CC=C1OC1=CC=C(N)C=C1 JCRRFJIVUPSNTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 1
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQJKPEGWNLWLTK-UHFFFAOYSA-N Dapsone Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 MQJKPEGWNLWLTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
- C08J9/04—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent
- C08J9/06—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent
- C08J9/10—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof using blowing gases generated by a previously added blowing agent by a chemical blowing agent developing nitrogen, the blowing agent being a compound containing a nitrogen-to-nitrogen bond
- C08J9/102—Azo-compounds
- C08J9/103—Azodicarbonamide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G14/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with two or more other monomers covered by at least two of the groups C08G8/00 - C08G12/00
- C08G14/02—Condensation polymers of aldehydes or ketones with two or more other monomers covered by at least two of the groups C08G8/00 - C08G12/00 of aldehydes
- C08G14/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with two or more other monomers covered by at least two of the groups C08G8/00 - C08G12/00 of aldehydes with phenols
- C08G14/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with two or more other monomers covered by at least two of the groups C08G8/00 - C08G12/00 of aldehydes with phenols and monomers containing hydrogen attached to nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2203/00—Foams characterized by the expanding agent
- C08J2203/04—N2 releasing, ex azodicarbonamide or nitroso compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2361/00—Characterised by the use of condensation polymers of aldehydes or ketones; Derivatives of such polymers
- C08J2361/34—Condensation polymers of aldehydes or ketones with monomers covered by at least two of the groups C08J2361/04, C08J2361/18, and C08J2361/20
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)
- Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
Abstract
本发明公开了一种主链型苯并噁嗪泡棉材料及其制备方法和应用，该泡棉材料由全生物质双酚和二胺类化合物合成的主链型苯并噁嗪，与聚合催化剂、偶氮二甲酰胺发泡剂母粒发泡获得；主链型苯并噁嗪的分子结构式如下。本发明以生物基主链型苯并噁嗪作为基体制备获得具有超耐温，低传热系数的苯并噁嗪树脂发泡材料具有如下优点：产品具有极佳的耐温性，可达到300℃以上；使用生物质原料作为基础，使产品具有可持续的特点；产品导热系数低至0.029W/(m•K)；在新能源汽车、航空航天、电子领域、燃料电池、树脂传递模塑、交通运输等领域具有广泛应用，可以应用于新能源汽车电池的隔垫中，具有极佳的耐温性。
Description
技术领域
本发明属于保温泡棉材料技术领域，具体涉及一种主链型苯并噁嗪泡棉材料及其制备方法和应用。
背景技术
传统的泡棉材料普遍存在耐温性较差的特点，例如EVA泡棉耐温程度为35℃-40℃，特殊可达60℃-80℃，PE泡棉正常耐温性在-20～100℃左右，PU泡棉最高耐温200℃。作为一种新型热固性树脂材料，苯并噁嗪具有诸多优点，如良好的分子设计性、加工性、固化过程体积收缩率几乎为零、高残碳率、低吸水率、低介电性和优异的耐受性能等，这些优异的性能使其聚合物在新能源汽车、复合材料、燃料电池、树脂传递模塑、交通运输等领域具有一定的应用。
目前，现有聚氨酯泡棉的制造技术和性能已经得到了显著提升，但仍存在一些缺陷。首先，聚氨酯泡棉的耐温性仍然有限，最高耐温为200℃，在某些高温环境下可能无法满足需求。其次，聚氨酯泡棉的制造过程涉及使用有机溶剂和化学反应，存在一定的环境污染和健康风险。例如很多传统聚氨酯泡棉的耐热温度极限在120℃，如专利CN 111574743 B中，其测试结果中即大部分在160℃耐温不合格。
发明内容
发明目的：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于生物基主链型苯并噁嗪泡棉材料，本发明制备的泡棉材料具有超耐温，低传热系数等优势，有效克服了传统泡棉材料耐温在200℃以下的问题。
本发明还提供所述基于生物基主链型苯并噁嗪泡棉材料的制备方法和应用。
技术方案：为了实现上述目的，本发明所述一种基于生物基主链型苯并噁嗪泡棉材料，由全生物质双酚和二胺类化合物合成的主链型苯并噁嗪，与聚合催化剂、发泡剂通过发泡获得；所述主链型苯并噁嗪的分子结构式如下：
其中-R-为以下结构之一：
。
其中，所述全生物质双酚其分子结构式如下：
。
进一步地，所述生物质双酚由两种生物质原料制备而来，且制备过程仅使用环境友好型溶剂，制备过程复合绿色原则。具体包括如下步骤：将二氢香豆素和酪胺按比例混合，加入乙醇作为溶剂，在60℃下反应4小时，旋转蒸发，干燥，得到生物质双酚原料；
。
其中，所述二胺类化合物为以下结构之一：
。
其中，所述聚合催化剂为马来酸酐。
本发明所述的基于生物基主链型苯并噁嗪泡棉材料的制备方法，包括如下步骤：
（1）将生物质双酚，二胺类化合物和多聚甲醛混合，加入有机溶剂，加热反应，停止反应后将反应物过滤，将滤液用水洗后旋蒸，烘干，得到固体产物，即为全生物质双酚和二胺类化合物合成的主链型苯并噁嗪；
（2）将聚合催化剂、偶氮二甲酰胺发泡剂母粒与合成的主链型苯并噁嗪熔融混合均匀后，倒入模具中，然后进行发泡处理得到泡棉材料。
其中，步骤（1）中将生物质双酚，二胺类化合物和多聚甲醛混合，加入有机溶剂，在80-130℃反应4-10小时。
其中，步骤（1）中所述溶剂为甲苯、二甲苯、N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺中的一种或多种，所述生物质双酚、二胺类化合物和多聚甲醛的摩尔比为1:1:4~1:1:4.8。
作为优选，所述生物质双酚、二胺类化合物和多聚甲醛的摩尔比为1:1:4.4。
其中，步骤（2）中将聚合催化剂、偶氮二甲酰胺发泡剂母粒与合成的主链型苯并噁嗪在50-80℃的温度下，熔融混合均匀后，倒入模具中，在180-200℃常压下发泡成型。
其中，步骤（2）中聚合催化剂、偶氮二甲酰胺发泡剂母粒与合成的主链型苯并噁嗪的质量比为20:3:77~20:7:77。
本发明所述的基于生物基主链型苯并噁嗪泡棉材料在新能源汽车、航空航天、电子领域、燃料电池、树脂传递模塑、交通运输中的应用。
作为优选，本发明制备的泡棉材料可以应用于新能源汽车电池的隔垫中，有极佳的耐温性。
本发明制备的基于生物基主链型苯并噁嗪泡棉材料其在300℃温度1h质量减少小于10%，导热系数为0.029-0.035W m-1K-1,表观密度为0.03～0.10g/cm3。
本发明使用一种全新的生物基双酚与二胺合成了多种主链型苯并噁嗪，同时以生物基主链型苯并噁嗪作为基体，经过升温固化、发泡的过程获得具有超耐温，低传热系数的苯并噁嗪树脂发泡材料。本发明所述的发泡材料具有如下优点：（1）产品具有极佳的耐温性，可达到300℃以上；（2）使用生物质原料作为基础，使产品具有可持续的特点；（3）产品导热系数低至0.029W/(m•K)；（4）所得材料在新能源汽车、航空航天、电子领域、燃料电池、树脂传递模塑、交通运输等领域具有广泛应用，可以应用于新能源电池中的隔垫中具有极佳的耐温性。
本发明合成了一类生物基的主链型苯并噁嗪，并将其作为泡棉材料的基体，通过发泡处理和固化处理得到一种基于生物基主链型苯并噁嗪树脂泡棉材料。本发明利用高热稳定性的苯并噁嗪树脂进行泡棉的制备，考虑到过去传统泡棉材料热稳定性较差的缺点，提供一种基于生物基主链型苯并噁嗪树脂泡棉材料的制备方法，由于苯并噁嗪高度交联的化学结构，使得所制备而成的生物基主链型苯并噁嗪树脂泡棉材料拥有极佳的热稳定性，其在250℃的环境温度下，能够长期稳定地工作。其制备过程简单，成本低廉，因此其在新能源汽车、航空航天、电子领域、燃料电池、树脂传递模塑、交通运输中拥有许多潜在应用。
本发明创新性地合成了一类生物基的主链型苯并噁嗪，并将其作为泡棉材料的基体，通过发泡处理和固化处理得到一种基于生物基主链型苯并噁嗪树脂泡棉材料。本发明利用特定合成的高耐热的苯并噁嗪树脂制备泡棉材料，其泡棉材料具有极高的耐热性和较低的导热系数。本发明由于苯并噁嗪高度交联的化学结构，使得所制备而成的生物基主链型苯并噁嗪树脂泡棉材料拥有极佳的热稳定性，其在250℃的环境温度下，能够长期稳定地工作。其制备过程简单，成本低廉，因此其在新能源汽车、航空航天、电子领域等拥有许多潜在应用。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
（1）本发明旨在克服传统泡棉材料耐温性较差的特点，首次创新地选择了特定结构的生物基主链型苯并噁嗪作为泡棉的基体材料，通过发泡处理和固化处理的到一种基于生物基主链型苯并噁嗪树脂泡棉材料。
（2）本发明所制备的泡棉材料，在通过苯并噁嗪基团的深度交联之后，能够获得极佳的热稳定性，泡棉材料在300℃温度1h质量减少小于10%，导热系数为0.029～0.035W m- 1K-1，表观密度为0.03～0.10g/cm3。
（3）本发明利用高耐温的苯并噁嗪用于泡棉的制备，制备方法简单，产量高，突破了传统泡棉材料的耐温极限，其在250℃的环境温度下，能够长期稳定地工作，可以应用于新能源汽车的隔垫中，具有极佳的耐温性。
附图说明
图1为实施例1得到的生物基主链型苯并噁嗪的红外光谱图；
图2为实施例1得到的生物基主链型苯并噁嗪的核磁共振氢谱图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
马来酸酐为常规市售，山东正宇化工科技有限公司，CAS108-31-6。
偶氮二甲酰胺发泡母粒，即常规AC发泡剂，购买于泉州市海泰环保材料有限公司。
实施例1
第一步：将1g（6.75mmol）二氢香豆素和0.926g（6.75mmol）酪胺混合，加入25mL乙醇作为溶剂，在60℃下反应4小时，旋转蒸发除去溶剂，干燥，得到生物质双酚原料；
第二步：将1g（3.50mmol）生物质双酚，0.695g（3.50mmol） 4,4'-二氨基二苯甲烷，0.463g（15.40mmol）多聚甲醛（阿拉丁C104190）加入到烧瓶中，加入50mL甲苯溶液，在油浴锅内搅拌和反应，温度从室温缓慢升到120℃，反应6h，停止反应后将反应物过滤，将反应液使用乙醇洗涤后，在50℃真空干燥箱中干燥48h，得到生物基主链型苯并噁嗪，产率92%。反应方程式如下：
第三步：将在第二步反应得到的生物基主链型苯并噁嗪中加入马来酸酐与偶氮二甲酰胺发泡剂母粒（生物基主链型苯并噁嗪：马来酸酐：偶氮二甲酰胺发泡剂母粒的质量比为75:20:5），在80℃下熔融混合均匀后，倒入模具中，升温至200℃发泡并固化2h，最后清洗，抛光，即可得到泡棉材料。
本实施例制备的泡棉材料在300℃温度1h质量减少6.2%，导热系数为0.032W m-1K-1，表观密度为0.09g/cm3。
将本实施例制备的样品放至高温的烘箱中，烘箱温度为250℃，放置1小时后取出，测试其质量、导热系数和表观密度，反复放置50次后，样品的质量、导热系数和表观密度变化在1%以内，其在250℃的环境温度下，能够长期稳定地工作。
图1为本发明制备的生物基主链型苯并噁嗪树脂的红外光谱图，其中924cm-1和1222cm-1处为噁嗪环的特征峰。
图2为本发明制备的生物基主链型苯并噁嗪树脂的核磁共振氢谱图，化学位移4.8ppm和3.9 ppm左右的二重峰为噁嗪环上亚甲基特征峰。
由图1和2可以看出本发明成功合成了生物基主链型苯并噁嗪，即生物基主链型苯并噁嗪树脂。
实施例2
第一步同实施例1。
第二步：将1g（3.50mmol）生物质双酚，0.870g（3.50mmol）4，4'-二氨基二苯砜，0.463g（15.40mmol）多聚甲醛加入到烧瓶中，加入50mL甲苯溶液，在油浴锅内搅拌和反应，温度从室温缓慢升到125℃，反应7h，停止反应后将反应物过滤，将反应液使用乙醇洗涤后，在50℃真空干燥箱中干燥48h，得到生物基主链型苯并噁嗪，产率89%。反应方程式如下：
第三步同实施例1。制备的泡棉材料在300℃温度1h质量减少4.8%，导热系数为0.030W m-1K-1，表观密度为0.09g/cm3。
实施例3
第一步同实施例1。
第二步: 将1g（3.50mmol）生物质双酚，1.025g（3.50mmol）1,4-双(4-氨基苯氧基)苯，0.463g（15.40mmol）多聚甲醛加入到烧瓶中，加入50ml甲苯溶液，在油浴锅内搅拌和反应，温度从室温缓慢升到120℃，反应7h，停止反应后将反应物过滤，将反应液使用乙醇洗涤后，在50℃真空干燥箱中干燥48h，得到生物基主链型苯并噁嗪，产率90%。反应方程式如下：
第三步同实施例1。制备的泡棉材料在300℃温度1h质量减少5.9%，导热系数为0.035W m-1K-1，表观密度为0.10g/cm3。
对比例1
对比例1采用实施例1的制备方法，不同之处仅在于：步骤三中将生物基主链型苯并噁嗪更换为聚氨酯材料（BCX61）。其泡棉材料在300℃温度1h质量减少15.3%，导热系数为0.029W m-1K-1，表观密度为0.06g/cm3。在烘箱温度为250℃，放置1小时后取出，测试其质量、导热系数和表观密度，反复放置50次后，样品的质量、导热系数和表观密度变化超过了6%。
对比例2
对比例2采用实施例1的制备方法，不同之处仅在于：步骤三中将生物基主链型苯并噁嗪更换为质量比为1:1的生物基主链型苯并噁嗪和聚氨酯材料（BCX61）。其泡棉材料在300℃温度1h质量减少13.5%，导热系数为0.030W m-1K-1，表观密度为0.07g/cm3。
Claims (10)
1.一种基于生物基主链型苯并噁嗪泡棉材料，其特征在于，由全生物质双酚和二胺类化合物合成的主链型苯并噁嗪，与聚合催化剂、发泡剂通过发泡获得；所述主链型苯并噁嗪的分子结构式如下所示：
；
其中-R-为以下结构之一：
。
2.根据权利要求1所述的基于生物基主链型苯并噁嗪泡棉材料，其特征在于，所述全生物质双酚其分子结构式如下：
。
3.根据权利要求1所述的基于生物基主链型苯并噁嗪泡棉材料，其特征在于，所述二胺类化合物为以下结构之一：
。
4.根据权利要求1所述的基于生物基主链型苯并噁嗪泡棉材料，其特征在于，所述聚合催化剂为马来酸酐。
5.一种权利要求1所述的基于生物基主链型苯并噁嗪泡棉材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将生物质双酚，二胺类化合物和多聚甲醛混合，加入有机溶剂，加热反应，停止反应后将反应物过滤，将滤液用水洗后旋蒸，烘干，得到固体产物，即为全生物质双酚和二胺类化合物合成的主链型苯并噁嗪；
（2）将聚合催化剂、偶氮二甲酰胺发泡剂母粒与合成的主链型苯并噁嗪熔融混合均匀后，倒入模具中，然后进行发泡处理得到泡棉材料。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中将生物质双酚，二胺类化合物和多聚甲醛混合，加入有机溶剂，在80-130℃反应4-10小时。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述溶剂为甲苯、二甲苯、N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺中的一种或多种，所述生物质双酚、二胺类化合物和多聚甲醛的摩尔比为1:1:4~1:1:4.8。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中将聚合催化剂、偶氮二甲酰胺发泡剂母粒与合成的主链型苯并噁嗪在50-80℃的温度下，熔融混合均匀后，倒入模具中，在180-200℃常压下发泡成型。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中聚合催化剂、偶氮二甲酰胺发泡剂母粒与合成的主链型苯并噁嗪的质量比为20:3:70~20:7:77。
10.一种权利要求1所述的基于生物基主链型苯并噁嗪泡棉材料在新能源汽车、航空航天，电子领域、燃料电池、树脂传递模塑、交通运输中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311256468.2A CN117004180B (zh) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | 一种主链型苯并噁嗪泡棉材料及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311256468.2A CN117004180B (zh) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | 一种主链型苯并噁嗪泡棉材料及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117004180A true CN117004180A (zh) | 2023-11-07 |
| CN117004180B CN117004180B (zh) | 2023-12-26 |
Family
ID=88562074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311256468.2A Active CN117004180B (zh) | 2023-09-27 | 2023-09-27 | 一种主链型苯并噁嗪泡棉材料及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117004180B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117186337A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-08 | 常州宏巨电子科技有限公司 | 一种低介电热固性聚合物及其制备方法 |
| CN117186338A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-08 | 常州宏巨电子科技有限公司 | 一种生物基低表面能聚合物及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102618032A (zh) * | 2012-03-15 | 2012-08-01 | 浙江理工大学 | 全生物基复合材料 |
| CN103339202A (zh) * | 2011-01-25 | 2013-10-02 | 氰特科技股份有限公司 | 苯并噁嗪树脂 |
| CN110591091A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-20 | 常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司 | 一种含大豆素基主链型苯并噁嗪及其制备方法 |
| CN114395095A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-26 | 衡阳师范学院 | 一种主链型苯并噁嗪的合成方法 |
| CN115260425A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-11-01 | 镇江利德尔复合材料有限公司 | 一种主链型生物基苯并噁嗪树脂及其制备方法 |
| CN116217423A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-06-06 | 南京工业大学 | 一种生物基双酚和生物基环氧树脂单体的制备方法和应用 |
-
2023
- 2023-09-27 CN CN202311256468.2A patent/CN117004180B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103339202A (zh) * | 2011-01-25 | 2013-10-02 | 氰特科技股份有限公司 | 苯并噁嗪树脂 |
| CN102618032A (zh) * | 2012-03-15 | 2012-08-01 | 浙江理工大学 | 全生物基复合材料 |
| CN110591091A (zh) * | 2019-09-24 | 2019-12-20 | 常州市宏发纵横新材料科技股份有限公司 | 一种含大豆素基主链型苯并噁嗪及其制备方法 |
| CN114395095A (zh) * | 2022-01-24 | 2022-04-26 | 衡阳师范学院 | 一种主链型苯并噁嗪的合成方法 |
| CN115260425A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-11-01 | 镇江利德尔复合材料有限公司 | 一种主链型生物基苯并噁嗪树脂及其制备方法 |
| CN116217423A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-06-06 | 南京工业大学 | 一种生物基双酚和生物基环氧树脂单体的制备方法和应用 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| MO`NICA ARDANUY等: "Foaming behavior, cellular structure and physical properties of polybenzoxazine foams", 《POLYM. ADV. TECHNOL.》, vol. 23, pages 841 - 849 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117186337A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-08 | 常州宏巨电子科技有限公司 | 一种低介电热固性聚合物及其制备方法 |
| CN117186338A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-08 | 常州宏巨电子科技有限公司 | 一种生物基低表面能聚合物及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117004180B (zh) | 2023-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN117004180B (zh) | 一种主链型苯并噁嗪泡棉材料及其制备方法和应用 | |
| CN110240684B (zh) | 一种潜伏固化型苯并噁嗪树脂及其制备方法 | |
| CN101812232B (zh) | 一种聚酰亚胺泡沫塑料及其制备方法 | |
| CN110951018A (zh) | 一种基于芹菜素生物基苯并噁嗪树脂及其制备方法 | |
| CN109438382B (zh) | 一种基于脱氧对茴香偶姻的双苯并噁嗪单体及其制备方法 | |
| CN105542335B (zh) | 耐高温的酰亚胺‑聚氯乙烯合金结构泡沫及其制备方法 | |
| CN110591091A (zh) | 一种含大豆素基主链型苯并噁嗪及其制备方法 | |
| CN111100120A (zh) | 一种生物基双苯并噁嗪单体及其制备方法 | |
| CN106496513A (zh) | 利用羟基化苝酰亚胺制备形状记忆聚氨酯的方法 | |
| CN101775138B (zh) | 一种新的聚三唑酰亚胺树脂及其制备方法 | |
| CN113004518B (zh) | 一种邻苯二甲腈树脂预聚物及其制备方法 | |
| CN112094412B (zh) | 一种交联型聚苯并噁唑及其制备方法 | |
| US4849490A (en) | Novel bis(maleimide)/polysiloxanes | |
| CN113683606A (zh) | 一种化学稳定型主链苯并噁嗪前驱体及其制备方法 | |
| CN109678880B (zh) | 一种基于白藜芦醇的三官能苯并噁嗪单体及其制备方法 | |
| CN116987378B (zh) | 超耐温苯并噁嗪-聚氨酯泡棉材料及其制备方法和应用 | |
| CN108059701B (zh) | 生物质酚酞-糠胺型苯并噁嗪树脂及其制备方法 | |
| CN115260489B (zh) | 一种生物基双官苯并噁嗪树脂及其制备方法 | |
| CN113121772B (zh) | 一种基于紫檀茋苯并噁嗪树脂及其制备方法 | |
| CN115073785A (zh) | 一种邻苯二甲腈树脂薄膜及其制备方法 | |
| CN105367792B (zh) | 喹喔啉二胺型聚苯并噁嗪泡沫材料及制备方法 | |
| CN113637132A (zh) | 一种苯并噁嗪树脂及制备方法与应用 | |
| CN116622118B (zh) | 一种强韧型聚苯并噁嗪气凝胶及其制备方法 | |
| CN117263926B (zh) | 含三蝶烯基的苯并噁嗪衍生物、聚合物及其制备方法、应用 | |
| CN115433334B (zh) | 双（三羟甲基）丙烷缩醛结构的主链型苯并噁嗪树脂 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |