一种二胺单体及其合成方法与其在制备聚酰亚胺中的应用技术

本发明专利技术涉及一种二胺单体及其合成方法与其在制备聚酰亚胺中的应用，二胺单体，结构如下所示，该结构主要以联苯形式存在，其中以碳链为主，带有微量杂原子

【技术实现步骤摘要】
一种二胺单体及其合成方法与其在制备聚酰亚胺中的应用


[0001]本专利技术属于有机高分子特种工程材料
，具体涉及一种二胺单体及其合成方法与其在制备聚酰亚胺中的应用
。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺
(Polyimide
，简称
PI)
是一种普遍优异的耐高温聚合物材料
。
其中的芳香族聚酰亚胺由于其大面积的电子云共轭体系，从结构上便导致其材料具备优异的耐热性质，普遍能达到
500
‑
600℃
，和尺寸稳定性
、
机械性能等性能
。
并且其共轭结构也决定了该材料具有较高的
Tm
或软化温度
。
由于分子链间作用相互作用力强，导致聚酰亚胺在大多数溶剂中的溶解度低，介电性能不足，电击穿性能差等，以至于在工业生产及应用上难度加大
。
针对该性质特点，本专利技术在维持聚酰亚胺热性能的前提下提高其介电性能以及耐电击穿性能，并改善加工难易程度
。

技术实现思路

[0003]为了克服现有技术的不足，本专利技术的首要目的在于提供一种新二胺单体
。
[0004]本专利技术的另一目的在于提供上述二胺单体的合成方法
。
[0005]本专利技术的再一目的在于提供一种上述二胺单体在制备聚酰亚胺上的应用
。
[0006]本专利技术的首要目的通过以下技术方案来实现：
[0007]一种二胺单体，结构主要以联苯形式存在，且以碳链为主，带有微量杂原子，该二胺单体的主体结构如以下式
I
所示：
[0008][0009]进一步地，所述
R1、R2、R3、R4由不同基团结构组成，其中具体结构式如下所述
。
[0010]进一步的，
R1为
—
对位或间位
、
等其中一种结构
。
其中中的
R2为碳
、
硫
、
磷
、
氮等元素；中的
R3为烷基链
、
烯烃链
、
炔烃链
、
等结构中的一种；
R4为间位或对位的氨基基团
。
[0011]本专利技术所述
3,3'
‑
(9
‑
丁基
‑
9H
‑
咔唑
‑
3,6
‑
二基
)
二苯胺单体的制备方法，步骤如
下：
[0012](1)
合成
3,6
‑
二溴
‑9‑
丁基
‑
9H
‑
咔唑：在反应瓶中加入
N,N
二甲基甲酰胺
(DMF)、
磁力搅拌子
、
氢氧化钠
、3,6
‑
二溴咔唑
。
待完全溶解后，逐滴加入1‑
碘丁烷
。
常温搅拌
16
‑
24
小时后，加入去离子水分液，萃取油层，加入二氯甲烷溶剂，旋转蒸发后，制备得粘稠液
。
将得到的粘稠液体，通过硅胶柱过滤操作分离得纯净白色晶体的
3,6
‑
二溴
‑9‑
丁基
‑
9H
‑
咔唑
。
[0013](2)
合成
3,3'
‑
(9
‑
丁基
‑
9H
‑
咔唑
‑
3,6
‑
二基
)
二苯胺：向装有磁力搅拌子
、
蛇形冷凝管
、
氮气球的反应器中加入甲苯
、
步骤一所制备的
3,6
‑
二溴
‑9‑
丁基
‑
9H
‑
咔唑
、
乙醇
、3
‑
氨基苯硼酸
、2mol/L
的碳酸钠水溶液
。
在通入
20
分钟氮气后加入催化剂四
(
三苯基膦
)
钯
(0)。
油浴
70
‑
80℃
，反应
24
‑
36
小时后停止反应
。
加入纯净水使反应混合物分层，分液去除水层后，加入二氯甲烷萃取洗涤，旋转蒸发去除多余有机溶剂，得到
3,3'
‑
(9
‑
丁基
‑
9H
‑
咔唑
‑
3,6
‑
二基
)
二苯胺等混合物
。
通过中性氧化铝柱过滤出纯净的
3,3'
‑
(9
‑
丁基
‑
9H
‑
咔唑
‑
3,6
‑
二基
)
二苯胺纯净物
。
[0014]具体合成过程反应式如下：
[0015][0016][0017]进一步地，步骤
(1)
中，1‑
碘丁烷的用量是
3,6
‑
二溴咔唑摩尔当量的2‑4倍
。
[0018]进一步地，步骤
(2)
中，中性氧化铝柱分离用的流动相溶剂是乙酸乙酯与石油醚
。
[0019]一种上述
3,3'
‑
(9
‑
丁基
‑
9H
‑
咔唑
‑
3,6
‑
二基
)
二苯胺二胺单体制备聚酰亚胺的方法，包括如下步骤：
[0020](1)
在装有
DMAc
溶液的伴有搅拌器的烧杯中加入本专利技术制备出的
3,3'
‑
(9
‑
丁基
‑
9H
‑
咔唑
‑
3,6
‑
二基
)
二苯胺与
4,4'
‑
二氨基二苯醚二胺单体，待其完全溶解后，加入
1,2,4,5
‑
均苯四甲酸二酐，待溶液粘度达到成膜粘度后放慢搅拌速率，搅拌2‑3小时后停止
。
[0021](2)
将所制备的浆料放入真空缸中，抽气，消除脱水缩合合成搅拌过程中引入的气体
。
抽至无气泡生成后，将浆料放置涂布机上涂布，制备平整
、
具有均一厚度的薄层
。
后放置于烘箱中亚胺化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种二胺单体，结构主要以联苯形式存在，且以碳链为主，带有微量杂原子，其特征在于，该二胺单体分子结构如下式
I
所示：
2.
根据权利要求1所述的一种二胺单体，其特征在于，结构式中的
R1为
—
对位或间位
、
结构中的一种；结构式中的
R4为间位或对位的氨基基团
。3.
根据权利要求2所述的一种二胺单体，其特征在于，中的
R2为碳
、
硫
、
磷
、
氮元素
。4.
根据权利要求2所述的一种二胺单体，其特征在于，中的
R3为烷基链
、
烯烃链
、
炔烃链
、、
中的一种结构
。5.
制备如权利要求1中所述的二胺单体的方法，其特征在于，步骤如下：
(1)
将1‑
溴丁烷缓慢滴加入碱性含
3,6
‑
二溴咔唑的
N,N
‑
二甲基甲酰胺溶液中，在
30
‑
40
分钟内加料完毕，反应温度为
30
‑
40℃
，反应时间为
18
‑
24
小时，得到
3,6
‑
二溴
‑9‑
丁基
‑
9H
‑
咔唑
(3,6
‑
dibromo
‑9‑
butyl
‑
9H
‑
carbazole)
，其结构式如下式
II
：
(2)
将上述
3,6
‑
二溴
‑9‑
丁基
‑
9H
‑
咔唑化合物
、
碳酸钠水溶液
、
无水乙醇
、
甲苯
、3
‑
氨基苯硼酸进行加热回流反应，反应时间为
24
‑
36
小时，反应温度为
70
‑
85℃
后，经分液与旋蒸操作得出混合物，再经层析柱分离得到纯净二胺单体，即
3,3'
‑
(9
‑
丁基
‑
9H
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘屹东，陈伟鹏，闵永刚，闵永强，
申请(专利权)人：慧迈材料科技广东有限公司，
类型：发明
国别省市：