專利名稱：側鏈型咪唑基聯苯胺的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種芳香二胺單體的制備方法，尤其涉及一種側鏈型咪唑基聯苯胺單體的制備方法。
背景技術：
含咪唑基芳香二胺是一類重要的功能單體，用于聚酰亞胺、聚酰胺等高性能聚合物的制備。公開號為CN101200822A的中國發明專利中報道了含咪唑基的聚酰亞胺纖維比相應的不含咪唑基的聚酰亞胺纖維具有更高的機械性能和耐熱性能。文獻J.Membr.Sc1.2009, 326，708-713報道說，在磺化聚酰亞胺的結構中引入咪唑基可以顯著地提高質子交換膜的抗自由基氧化性。此外，咪唑基作為一類功能性基團可以賦予聚合物擁有更多的特殊性能，例如阻燃性、界面粘結性等。目前，實際使用的含咪唑基二胺的種類極少，市售的含咪唑基二胺單體的化學結構如下:
權利要求
1.一種側鏈型咪唑基聯苯胺，其結構通式如下:
2.一種制備如權利要求1所述的側鏈型咪唑基聯苯胺的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)在氮氣保護下，將二羥基聯苯胺，齒代苯甲氰，無水碳酸鹽，有機溶劑和芳烴混合，將混合物加熱至100 200°C反應5 40小時，冷卻，倒入水中并抽濾，固體部分用水反復洗滌，真空干燥，得到雙(氰基苯氧基)聯苯胺； 其中，所述二羥基聯苯胺、鹵代苯甲氰、無水碳酸鹽的摩爾比為1:1:1 1: 1:5，有機溶劑和芳烴的體積比為1:1 1:8，固含量為10 80w/v% ； (2)在氮氣保護下，將雙(氰基苯氧基)聯苯胺，硫酸溶液混合，加熱至50 10(TC反應10 60小時，冷卻，倒入水中并抽濾；固體部分用堿性溶液溶解,抽濾,收集濾液并調節pH至I 4，再次抽濾，固體部分真空干燥，得到雙(羧基苯氧基)聯苯胺； 其中，硫酸溶液中硫酸的質量分數為40wt% 98wt%，雙(氰基苯氧基)聯苯胺的固含量為5w% 30wt%, (3)在氮氣保護下，將多聚磷酸，五氧化二磷，雙(羧基苯氧基)聯苯胺，鄰二氨基化合物混合，在140°C 200°C反應20 80小時，冷卻，倒入碎冰中，抽濾，固體部分用堿性溶液洗滌至中性，真空干燥，得到側鏈型咪唑基聯苯胺； 其中，所述鄰二氨基化合物為鄰苯二胺或1，8-萘二胺； 所述雙(羧基苯氧基)聯苯胺、鄰二氨基化合物的摩爾比為1:2 1:4，多聚磷酸中五氧化二磷的質量濃度為60wt% 90wt%，雙(羧基苯氧基)聯苯胺、鄰二氨基化合物在多聚磷酸中的總固含量為5wt% 50wt%。
3.根據權利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述二羥基聯苯胺為:2，2’ - 二羥基聯苯胺或3，3’ - 二羥基聯苯胺。
4.根據權利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的有機溶劑為:N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或二甲亞砜。
5.根據權利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的無水碳酸鹽為:無水碳酸鉀、無水碳酸鈉或無水碳酸銫。
6.根據權利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的芳烴為:苯、甲苯或二甲苯。
7.根據權利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(I)中所述的鹵代苯甲氰為:對氟苯甲氰、間氟苯甲氰、鄰氟苯甲氰、對氯苯甲氰、間氯苯甲氰、鄰氯苯甲氰、對溴苯甲氰、間溴苯甲氰或鄰溴苯甲氰。
8.根據權利要求2的制備方法，其特征在于，步驟(2)或(3)中中所述的堿性溶液為氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液、碳酸氫鈉溶液、或三乙胺溶液。
9.如權利要求1所述的側鏈型咪唑基聯苯胺在制備聚酰亞胺、聚酰胺、聚氨酯、或聚醚胺中的應用。
10.一種由如權利要求1所述的側鏈型咪唑基聯苯胺制備得到的側鏈型咪唑基磺化聚酰亞胺質子 交換膜。
全文摘要
本發明公開了一種側鏈型咪唑基聯苯胺及其制備方法。該制備方法以二羥基聯苯胺為原料，經過成醚接枝，酸化水解，縮合成環三步反應，從而制得所述側鏈型咪唑基聯苯胺。該本發明所述的這類二胺單體的咪唑基接在離主鏈較遠的側鏈上，因此可以有效地改善聚合物的性能，特別是改善磺化聚酰亞胺的抗自由基氧化穩定性和水解穩定性。本發明的側鏈型咪唑基聯苯胺還可以作為合成聚酰亞胺，聚酰胺，聚氨酯，聚醚胺等聚合物的原料，在高性能纖維以及燃料電池方面具有廣泛的應用前景。
文檔編號H01M2/16GK103204847SQ20131011384
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月2日 優先權日2013年4月2日
發明者房建華, 李威, 郭曉霞 申請人:上海交通大學