專利名稱：一種氰酸酯單體和微孔氰酸酯樹脂及其制備方法、應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氰酸酯單體和微孔聚合物及其制備方法，特別涉及一種四面體結(jié)構(gòu)氰酸酯單體和微孔氰酸酯樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
微孔有機(jī)聚合物內(nèi)部具有分子尺寸級(jí)別的開放孔道和較高的比表面積，與其他微孔材料相比，具有以下顯著的優(yōu)勢(shì)(1)它們的骨架化學(xué)結(jié)構(gòu)僅由C，H，0，N，B等輕元素組成；(2)它們中大多數(shù)對(duì)高溫，空氣，濕氣等苛刻環(huán)境表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性；(3)有機(jī)聚合物具有可加工成型性。因此，微孔有機(jī)聚合物在吸附、分離、氣體儲(chǔ)存、催化等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域以及微電子、光學(xué)器件、傳感器等新興高技術(shù)領(lǐng)域都具有不可估量的應(yīng)用價(jià)值。文獻(xiàn)報(bào)道的微孔有機(jī)聚合物可歸為三類超高度交聯(lián)聚合物(HCPs)，固有微孔聚合物(PIMs)和共價(jià)有機(jī)骨架(COFs)。涉及到的聚合物品種主要包括聚苯炔，聚苯乙烯，聚芳基硼酸酯，聚苯并二氧六環(huán)，聚苯胺等。氰酸酯樹脂是一類高性能熱固性高分子樹脂，具有玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高，介電常數(shù)和介電損耗低，熱膨脹系數(shù)小，對(duì)金屬粘結(jié)強(qiáng)度高等優(yōu)異性能。它既有聚酰亞胺優(yōu)良的耐熱性，低毒性和低吸濕性的特點(diǎn)，又可采用與環(huán)氧樹脂相類似的成型工藝固化成型，單體固化時(shí)不放出揮發(fā)組分。在氰酸酯樹脂中構(gòu)建微孔結(jié)構(gòu)，可進(jìn)一步拓展它們氣體存儲(chǔ)、選擇性氣體分離、氣體傳感器、催化劑載體、微電子、光學(xué)器件和傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一在于，提供一種四面體結(jié)構(gòu)的氰酸酯單體及制備方法。四官能團(tuán)結(jié)構(gòu)使得固化產(chǎn)物具有高交聯(lián)度，而剛性四面體骨架使得無需分子模板和致孔劑，通過聚合反應(yīng)直接制備孔徑小于2納米的微孔高分子。本發(fā)明目的之二在于，提供采用上述氰酸酯單體制備微孔氰酸酯樹脂的聚合工藝方法。本發(fā)明提供的一種四面體結(jié)構(gòu)的氰酸酯單體(四(4-氰酸酯基苯基)硅烷)，具有以下化學(xué)結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.一種微孔氰酸酯樹脂基于四(4-氰酸酯基苯基)硅烷單體，其化學(xué)結(jié)構(gòu)如下
2.一種制備權(quán)利要求I所述微孔氰酸酯樹脂基于四(4-氰酸酯基苯基)硅烷單體的方法，其特征在于包括四(4-甲氧基苯基)硅烷、四(4-羥基苯基)硅烷和四(4-氰酸酯基苯基)硅烷三個(gè)合成步驟
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，四(4-甲氧基苯基)硅烷的制備時(shí)使用的有機(jī)溶劑為乙醚、石油醚、四氫呋喃、二氧六環(huán)及其混合物；重結(jié)晶的有機(jī)溶劑包括氯仿、二氯甲烷、乙醚、石油醚、乙酸乙酯及其混合物。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，四(4-羥基苯基)硅烷的制備時(shí)，反應(yīng)采用的有機(jī)溶劑為氯代烴、乙醚、石油醚、四氫呋喃、二氧六環(huán)及其混合物；重結(jié)晶的有機(jī)溶劑包括氯仿、二氯甲烷、乙醇、甲醇、水、乙醚、石油醚、乙酸乙酯及其混合物。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，四(4-氰酸酯基苯基)硅烷的制備時(shí)，沉降劑包括正己烷、環(huán)己烷、石油醚、乙醚及其混合物；沉降產(chǎn)物重結(jié)晶的有機(jī)溶劑包括氯仿、二氯甲烷、乙醚、石油醚、乙酸乙酯及其混合物。
6.如權(quán)利要求I所述的微孔氰酸酯樹脂，其制備特征在于包括如下步驟四(4-氰酸酯基苯基)硅烷單體和催化劑被加熱到熔點(diǎn)以上進(jìn)行脫氣處理后升溫固化；固化溫度為.150-330 °C，固化時(shí)間為O. 5-24小時(shí)；催化劑包括酚類化合物、烷酸鹽、乙酰丙酮鹽或它們的混合物；四(4-氰酸酯基)苯基硅烷單體催化劑的重量比為I :0至I :0. I。
7.如權(quán)利要求I所述的微孔氰酸酯樹脂，其制備特征在于包括如下步驟四(4-氰酸酯基苯基)硅烷單體和催化劑首先溶于有機(jī)溶劑中制成溶液，固化溫度為150-330°C，固化時(shí)間為O. 5-48小時(shí)；有機(jī)溶劑包括二甲基亞砜、環(huán)丁砜和二苯砜；催化劑包括酚類化合物、烷酸鹽、乙酰丙酮鹽或它們的混合物；四(4-氰酸酯基)苯基硅烷單體催化劑的重量比為I :0 至 I 0. I。
8.權(quán)利要求I所述的微孔氰酸酯樹脂應(yīng)用于氣體存儲(chǔ)、選擇性氣體分離、氣體傳感器或催化劑載體。
9.權(quán)利要求I所述的微孔氰酸酯樹脂應(yīng)用于集成電路和電路板層間介電和光纖涂層材料。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種四(4-氰酸酯基苯基)硅烷和微孔氰酸酯樹脂及其制備方法、應(yīng)用，其特征是，四(4-氰酸酯基)苯基硅烷采用以下步驟合成首先由4-甲氧基溴苯與四氯化硅反應(yīng)得到四(4-甲氧基苯基)硅烷，經(jīng)脫甲基化反應(yīng)得到四(4-羥基苯基)硅烷，再與鹵化氰反應(yīng)制得目標(biāo)產(chǎn)物。微孔氰酸酯樹脂可由四(4-氰酸酯基)苯基硅烷經(jīng)溶液聚合和熔融聚合的方式固化制得。所合成的微孔氰酸酯樹脂的初始熱失重溫度400℃以上、BET比表面積高達(dá)960 m2/g、孔徑尺寸主要分布在0.3-1.0納米之間，適合應(yīng)用于氫氣存儲(chǔ)、二氧化碳捕獲或選擇性氣體分離、氣體傳感、催化劑載體、集成電路和印刷電路板介電材料以及光纖涂層材料等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08G73/06GK102659827SQ20121017402
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者于浩, 王忠剛 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)