[发明专利]香草醛基富含苯环的高耐热阻燃环氧树脂及其制法与应用

说明书

本发明公开了一种香草醛基富含苯环的高耐热阻燃环氧树脂，其具有式(1)所示的结构：其中，R₁包括R₂包括0≤n≤10；其制备方法包括：将香草醛、二胺化合物、磷氢试剂、催化剂及有机溶剂均匀混合反应形成香草醛基富含苯环的含磷双酚；以及，将所述香草醛基富含苯环的含磷双酚、环氧氯丙烷和碱性物质均匀混合反应而形成获得香草醛基富含苯环的高耐热阻燃环氧树脂。本发明还提供了所述环氧树脂的制备方法。本发明的环氧树脂为生物基的高耐热高效阻燃环氧树脂，其在固化后不仅具有优异的阻燃性能，并还具有优异的热稳定、高玻璃化转变温度等，同时其制备方法可操作性强，可控性好，易于实施，有利于工业化大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种阻燃环氧树脂，特别涉及一种香草醛基富含苯环的高耐热高效阻燃环氧树脂、其制备方法与应用，属于高分子材料技术领域。

背景技术

环氧树脂是应用最广泛的高分子材料之一，具有优异的机械性能、耐高温性能、耐腐蚀性、粘接性及电绝缘性，广泛应用于汽车、建筑、电子、航空等领域。随着科技的进步及人们对各种产品要求的不断提高，环氧树脂作为基体树脂也面临着向高性能化发展的压力。其中提高环氧树脂的阻燃性和耐热性是环氧树脂高性能化的重要发展方向。其中对于环氧树脂的阻燃改性，国内外做了很多工作，也取得了一定的成绩。随着人们环保意识的提高，环氧树脂的阻燃改性正在往绿色化的方向发展。相对于卤素阻燃剂，含磷阻燃剂更加绿色环保，表现出巨大的发展空间。然而目前的含磷阻燃改性，往往会降低环氧树脂的耐热性，特别是热稳定性(热开始降解温度低)。当前既具有高耐热性又具有高效阻燃性的含磷阻燃环氧树脂尚未见报道。

生物基环氧树脂以可再生资源为主要原料，降低塑料行业对石油化工产品消耗的同时，也降低了石油基原料生产过程中对环境的污染，是当前高分子材料的一个重要发展方向，具有重要的实际价值和广阔的发展空间。木质素是仅次于纤维素的第二大天然可再生资源，被认为是唯一一种有望大规模提取含苯环化合物的生物质来源。由于木质素庞大且复杂的分子结构，由其直接得到的树脂加工性能差、性能不稳定，难应用。虽然将木质素降解成具体结构的小分子化合物仍是一大挑战，但可喜的是，由木质素制备香草醛的工艺得到商业化使用。香草醛作为当前唯一一个规模化生产的木质素来源的单苯环化合物，已经在高分子领域表现出了巨大的潜力。例如，本案发明人曾研究出一类香草醛基含磷阻燃环氧树脂也进行了报道，其体现出了较好的阻燃性能，然而其综合性能如耐热性(玻璃化转变温度和热稳定性)还有待提升。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种香草醛基富含苯环的高耐热阻燃环氧树脂、其制备方法与应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种香草醛基富含苯环的高耐热阻燃环氧树脂，其具有式(1)所示的结构：

其中，R₁包括

R₂包括0≤n≤10。

本发明实施例还提供了一种制备所述香草醛基富含苯环的高耐热阻燃环氧树脂的方法，其包括：

将香草醛、二胺化合物、磷氢试剂、催化剂及有机溶剂均匀混合，之后于0～120℃反应，获得香草醛基富含苯环的含磷双酚，所述含磷双酚具有式(2)所示结构：

其中，R₁包括

R₂包括

以及，将所述含磷双酚、环氧氯丙烷和碱性物质均匀混合，之后于20～130℃反应，获得香草醛基富含苯环的高耐热阻燃环氧树脂。

本发明实施例还提供了一种组合物，其包含所述的香草醛基富含苯环的高耐热阻燃环氧树脂以及环氧固化剂。