[发明专利]来源于高性能天然原料的环氧树脂及其制备方法和利用其的环氧树脂固化组合物

说明书

本发明公开了一种来源于天然原料的环氧树脂及其制备方法和利用其的环氧树脂固化组合物。由化学式1表示的来源于天然原料的环氧树脂的特征在于，在存在氢氧化物的条件下，对将由化学式2表示的化合物和甘油作为起始物质而取得的环氧氯丙烷进行反应来取得。

技术领域

本发明涉及一种来源于高性能天然原料的环氧树脂及其制备方法和包含其的环氧树脂固化组合物，更详细地，涉及通过使来源于糖(碳水化合物)的异山梨醇(Isosorbide)和来源于甘油的环氧氯丙烷(ECH，Epichlorohidrin)进行反应来取得的来源于高性能天然原料的环氧树脂及其制备方法和包含其的环氧树脂固化组合物。

背景技术

目前正在使用中的双酚类环氧树脂具有粘结力、机械性能、耐化学性优秀，且在固化时很少发生收缩变形的优点，因此在涂敷、粘合剂、电力电子、土木建筑等各种产业领域被广泛利用。将这种双酚类环氧树脂作为主材料的化学物质均来源于石油，在制备及使用中产生环境荷尔蒙等对身体有害的化学物质。

目前我们正在使用中的将双酚类环氧作为主材料的化学物质均为来源于石油资源的化学产品，预想到使用这些不可逆化石资源将会导致庞大的环境费用。因此，正在进行从可再生资源中获取来源于现有的石油资源的双酚类环氧的研究，最有代表性的为将碳水化合物类天然原料作为供给源来使用的称为异山梨醇(isosorbide(1，4：3，6-双脱水山梨醇(1,4:3,6-dianhydrosorbitol)))、异艾杜糖醇(isoidide(1，4：3，6-二脱水-L-艾杜糖醇(1,4:3,6-dianhydroiditol)))及异甘露糖醇(isomannide(1，4：3，6-双脱水甘露醇(1,4:3,6-dianhydromannitol)))的单体。已经进行过通过以异山梨醇代替双酚A来制备环氧的有关研究。(East A，Jaffe M，Zhang Y，Catalani LH。US patent 2008002 1209，2008)

在上述的研究中，不仅使用来源于石油资源的丙烯的环氧氯丙烷，而且需要在115℃的温度进行反应12小时的条件，因此具有经济性低，且难以适用于商业中的问题。

发明内容

技术问题

对此，本发明人缜密分析上述问题并进行研究的结果，提出在最佳的反应条件下，使来源于碳水化合物类的异山梨醇和来源于甘油的环氧氯丙烷进行反应来制备来源于100％生物量的环氧树脂的方法，从而提供来源于天然原料的高性能环氧树脂的制备方法，即，可代替现有来源于石油资源的双酚类环氧化合物，且环保、收率及经济性高，因此可适用于商业上。

并且，本发明人提供包含来源于上述天然原料的高性能环氧化合物的环氧固化组合物。

解决问题的方案

为解决上述问题，本发明提供来源于天然原料的由化学式1表示的化合物：

化学式1：

其中，n为0至300的整数。

本发明的由上述化学式1表示的化合物作为来源于天然原料异山梨醇环氧化合物，在异山梨醇骨骼中结合2个环氧基的分子结构。

本发明的方法中使用的来源于天然原料的异山梨醇具有下述化学式2的结构：

化学式2：

即，在本发明中，将来源于碳水化合物类天然原料的异山梨醇(化学式2)适用为基本骨骼，从而代替来源于石油资源且以环境荷尔蒙成为热点的双酚A，可适用于环保应用领域、饮食及人体接触应用领域等。

并且，作为本发明中使用的来源于天然原料的环氧氯丙烷(BiobasedEpichlorohydrin)，使用将以甘油代替丙烯作为起始物质来取得的物质，其制备工序如下述反应式1：

反应式1：