一種制備苯并噁嗪化合物的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備苯并噁嗪化合物的方法，實(shí)施如下：在反應(yīng)器中加入水，胺類化合物和溶劑，攪拌，然后滴加甲醛水溶液，攪拌2~5小時(shí)，再加入酚類化合物，升溫至55℃~100℃，至體系中水變得清澈透明時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，所得產(chǎn)物冷卻后結(jié)成塊狀物，即為苯并噁嗪化合物，其中，溶劑的投料質(zhì)量為苯并噁嗪化合物質(zhì)量的5%~40%。本發(fā)明方法結(jié)合了本體熔融聚合和懸浮聚合的優(yōu)點(diǎn)，又用少量溶劑代替了懸浮劑，有懸浮聚合易于控制熱量的優(yōu)點(diǎn)、本體熔融聚合產(chǎn)率高的優(yōu)點(diǎn)，還有溶液法反應(yīng)物容易混合的優(yōu)點(diǎn)，沒(méi)有溶液法去除溶劑清洗凈化的復(fù)雜工藝和懸浮法去除懸浮劑的后續(xù)處理要求，同時(shí)所得產(chǎn)物比溶液法產(chǎn)物的純度更高，耐熱性更好。
【專利說(shuō)明】一種制備苯并噁嗪化合物的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種苯并噁嗪化合物的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)統(tǒng)計(jì)，2011年我國(guó)電機(jī)保有量17億千瓦，占全社會(huì)總用電量的64%，工業(yè)領(lǐng)域 有75%的電消耗在電機(jī)上。按照測(cè)算，電機(jī)效能每提高一個(gè)百分點(diǎn)，每年就可以節(jié)約260多 億度電。在高壓電機(jī)領(lǐng)域中，對(duì)于絕緣材料性能提升主要包括提高耐熱性能、減少絕緣材料 的能耗和環(huán)境污染等。
[0003] 苯并噁嗪是一類新型的酚醛樹(shù)脂，由酚類化合物、甲醛、伯胺類化合物反應(yīng)得到的 含氮六元環(huán)雜環(huán)化合物。它保留了酚醛樹(shù)脂的一些優(yōu)點(diǎn)，比如較好的熱性能、阻燃性能和熱 性能等，同時(shí)也克服了傳統(tǒng)酚醛樹(shù)脂的許多缺點(diǎn)。苯并噁嗪固化時(shí)沒(méi)有小分子放出，具有較 高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，較小的吸濕性，靈活的分子設(shè)計(jì)性，固化時(shí)體積接近于零收縮，固化 時(shí)無(wú)需強(qiáng)酸催化等等。由苯并噁嗪制得的高分子物質(zhì)用途廣泛，在摩擦材料、層壓板膠水、 電子封裝材料銅板、絕緣漆等方面都有研究。
[0004] 苯并噁嗪常用的合成方法有溶液法、無(wú)溶劑法、懸浮法。無(wú)溶劑合成方法是反應(yīng)物 中的一種是固體，簡(jiǎn)單混合加熱溶解或熔融，成為液體混合物，在適宜的溫度下完成反應(yīng)， 這種方法不使用溶劑，雖然避免了溶劑造成的環(huán)境污染，但是反應(yīng)的溫度和熱量不容易控 制，反應(yīng)的后處理需要使用乙醚等有機(jī)溶劑。懸浮法以水為分散介質(zhì)，在懸浮劑的作用下， 高速攪拌造粒，降溫后洗滌。由于懸浮法以水為分散介質(zhì)，因而降低了生產(chǎn)成本，避免了因 溶劑帶來(lái)的環(huán)境污染，但是以這種方法合成出來(lái)的產(chǎn)品產(chǎn)率較低，純度不高，需要進(jìn)行后續(xù) 處理。三種方法各自有其優(yōu)點(diǎn)，也有其不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的苯并噁嗪化合物 的制備方法，該方法克服了溶液法、無(wú)溶劑法及懸浮法各自的缺點(diǎn)，而兼具它們的優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0007] -種制備苯并噁嗪化合物的方法，以胺類化合物、酚類化合物和甲醛水溶液為反 應(yīng)起始原料，所述方法實(shí)施如下：在反應(yīng)器中加入水，胺類化合物和溶劑，攪拌，然后滴加甲 醛水溶液，攪拌2?5小時(shí)，再加入酚類化合物，升溫至55°C?100°C，至體系中水變得清澈 透明時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，所得產(chǎn)物冷卻后結(jié)成塊狀物，即為所述苯并噁嗪化合物，其中，所述的溶 劑的投料質(zhì)量為苯并噁嗪化合物質(zhì)量的5%?40%。
[0008] 優(yōu)選地，所述的溶劑的投料質(zhì)量為胺類化合物質(zhì)量的10%?25%。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明，所述的溶劑可以為選自甲苯、二甲苯二氧六環(huán)、四氫呋喃等苯并噁嗪 化合物制備常用的溶劑中的一種或多種的組合。
[0010] 本發(fā)明中，升溫之前，在一個(gè)較寬的溫度范圍內(nèi)，溫度對(duì)于產(chǎn)品的影響較小。優(yōu)選 地，升溫之前控制體系的溫度為0?35°C，更優(yōu)選地，在所述升溫之前，控制體系的溫度為 0?5 °C，這可以通過(guò)冰水浴來(lái)控制。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明，對(duì)于甲醛水溶液，胺類化合物和酚類化合物的投料配比沒(méi)有特別限 制，但優(yōu)選是基本按照化學(xué)計(jì)量比的比例來(lái)投料。具體地，甲醛水溶液，所述胺類化合物按 照醛基與胺基的摩爾比為2 :0. 9?1. 1投料；酚類化合物，胺類化合物按照酚羥基與胺基 的摩爾比為0.8?1. 1 :1投料。更優(yōu)選地，胺類化合物按照醛基與胺基的摩爾比為2 :0. 9? 1. 〇投料；酚類化合物，胺類化合物按照酚羥基與胺基的摩爾比為〇. 9?1. 0 :1投料。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，所述胺類化合物可以為任意的已被用于合成苯并噁嗪化合物的胺， 可以是芳香胺，也可以是脂肪族胺，可以是單官能胺，也可以是多官能胺，或者還可以是它 們的任意組合。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體方面，所述胺類化合物為苯胺。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，所述的酚類化合物可以為任意的已被用于合成苯并噁嗪化合物的 酚，沒(méi)有特別限制，具體的酚類化合物可以為苯酚、雙酚A、對(duì)羥基苯甲醛等。
[0015] 優(yōu)選地，所述甲醛水溶液中甲醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%?40%。
[0016] 進(jìn)一步地，水的加入量為胺類化合物重量的5?30倍，優(yōu)選10?20倍。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明，加入酚類化合物后，可以直接升溫至所述溫度或者先攪拌一段時(shí)間 再升溫至所述溫度，還可以先升溫至某一低于所述溫度的溫度，保溫一段時(shí)間，再升溫至所 述溫度，實(shí)際中根據(jù)具體的反應(yīng)體系進(jìn)行選擇。升溫最終達(dá)到的溫度優(yōu)選根據(jù)具體的反應(yīng) 物來(lái)選擇。
[0018] 優(yōu)選地，加入酚類化合物后，升溫至65°C?95°C。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，所述苯并噁嗪化合物的質(zhì)量是某個(gè)具體反應(yīng)所設(shè)定的產(chǎn)量，根據(jù)原 料的投料量，假設(shè)原料完全反應(yīng)并全部轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)物時(shí)的產(chǎn)物質(zhì)量。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，苯并噁嗪化合物包含以下結(jié)構(gòu)特征：

【權(quán)利要求】
1. 一種制備苯并噁嗪化合物的方法，以胺類化合物、酚類化合物和甲醛水溶液為反應(yīng) 起始原料，其特征在于，所述方法實(shí)施如下：在反應(yīng)器中加入水，胺類化合物和溶劑，攪拌， 然后滴加甲醛水溶液，攪拌2?5小時(shí)，再加入酚類化合物，升溫至55°C?100°C，至體系中 水變得清澈透明時(shí)，結(jié)束反應(yīng)，所得產(chǎn)物冷卻后結(jié)成塊狀物，即為所述苯并噁嗪化合物，其 中，所述的溶劑的投料質(zhì)量為苯并噁嗪化合物質(zhì)量的5%?40%。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備苯并噁嗪化合物的方法，其特征在于：所述的溶劑的投 料質(zhì)量為所述胺類化合物質(zhì)量的10%?25%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備苯并噁嗪化合物的方法，其特征在于：所述的溶劑 為選自甲苯、二甲苯二氧六環(huán)、四氫呋喃中的一種或多種的組合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備苯并噁嗪化合物的方法，其特征在于：在所述升溫之前， 控制體系的溫度為〇?35°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備苯并噁嗪化合物的方法，其特征在于：在所述升溫之前， 控制體系的溫度為〇?5°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備苯并噁嗪化合物的方法，其特征在于：所述甲醛水溶液， 所述胺類化合物按照醛基與胺基的摩爾比為2 :0. 9?1. 1投料；所述酚類化合物，胺類化 合物按照酚羥基與胺基的摩爾比為〇. 8?1. 1 :1投料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備苯并噁嗪化合物的方法，其特征在于：所述胺類化合物 為芳香胺和脂肪族胺中的單官能胺或多官能胺或二者的組合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備苯并噁嗪化合物的方法，其特征在于，所述胺類化合物 為苯胺，所述的酚類化合物為選自苯酚、雙酚A、對(duì)羥基苯甲醛中的一種或多種的組合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備苯并噁嗪化合物的方法，其特征在于，所述甲醛水溶液 中甲醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%?40%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備苯并噁嗪化合物的方法，其特征在于，加入酚類化合物 后，升溫至65°C?95°C。
【文檔編號(hào)】C07D265/16GK104356084SQ201410567580
【公開(kāi)日】2015年2月18日 申請(qǐng)日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】王世強(qiáng), 景錄如, 吳斌, 井豐喜, 程新建, 黃芬, 屈永明 申請(qǐng)人:蘇州太湖電工新材料股份有限公司