[发明专利]木本植物油脂基多元聚酰胺环氧固化剂及其制备方法

说明书

木本植物油脂基多元聚酰胺环氧固化剂及其制备方法，制备步骤为：将经过环氧化反应的木本植物油脂衍生物、有机溶剂和有效量催化剂混合，并于50~80℃下反应3~6h，引发聚合反应得产物A，再将产物A与多元胺按摩尔比1:1.0~1.2混合，在160~220℃的条件下进行酰胺化反应2~6h，得到多元聚酰胺固化剂。选用木本植物油脂为原料制备聚酰胺环氧固化剂产品，有利于推动绿色可再生林业资源的高附加值利用，顺应绿色环保与可持续发展的要求，且产品具有优良的环氧固化活性，其环氧固化物具有优异的力学强度。

技术领域

本发明属于高分子领域的环氧树脂固化剂，具体涉及木本植物油脂基多元聚酰胺环氧固化剂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂又称作人工树脂、人造树脂、树脂胶等。是一类重要的热固性塑料，广泛用于黏合剂，涂料等用途。环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，除个别外，它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶、不熔的具有三向网状结构的高聚物。

环氧固化剂是与环氧树脂发生化学反应,形成网状立体聚合物,把复合材料骨材包络在网状体之中促成固化反应的物质。环氧固化剂按化学结构分为碱性环氧固化剂和酸性环氧固化剂，按固化机理分为加成型环氧固化剂和催化型环氧固化剂。现阶段胺类固化剂和酸酐类固化剂在环氧树脂中的应用十分普遍。目前市场上使用的多元胺和酸酐类固化剂大都是石油基产品，而石油资源具有不可再生性，长期利用不符合我国可持续发展战略。因此，大力发展生物基环氧树脂固化剂，通过对生物基聚合物材料的分子设计，使之成为能部分甚至全部代替石油基产品的聚合物是现阶段研究的一个热点方向。

木本植物油脂是一类重要的林业生物质资源，我国年产木本植物油脂在100万吨以上，其分子结构中含有大量的不饱和双键，通常在70％以上，对此加以利用并进行适当改性可制备系列功能性产品。再者生物质资源利用将是21世纪中国乃至世界引人注目的重要课题，它关系着人类的生存和发展。深入开展可再生林业生物质资源的高效、高附加值绿色化学加工技术的研究，结合资源自身特点，开发新型高技术产品，对于缓解资源矛盾，改善和保护生态环境，促进国民经济可持续发展，提高我国可再生资源的利用率和利用价值均起着极其重大的作用。面对不可再生的石油资源的日益紧张,其可再生性及特殊的长碳链分子结构,越来越受到世界各国重视。我国是木本植物油脂的生产大国，且植物油脂生产基地主要集中在欠发达地区。研究功能化油脂基固化剂，不仅可以发展山区经济，使更多欠发达地区人民脱贫致富，而且也可为国家节省外汇，填补国内功能固化剂空白，以生物质资源生产环氧树脂固化剂更显资源优势和价格优势。具有重要的社会和经济意义。

环氧树脂和其他的热固性树脂一样，在不增韧的条件下存在着脆性较大的缺点，即耐机械冲击和热冲击损伤能力差和断裂伸长率较低，这就限制了环氧树脂的应用范围。本发明中以木本植物油脂为原料制备的多元聚酰胺作为环氧树脂固化剂时，具有配比随意性大、无毒、能室温固化以及良好的柔韧性等优点，能部分替代刚性固化剂，起到增加环氧树脂材料韧性的作用，能有效提高环氧树脂的应用范围。

发明内容

解决的技术问题：本发明以木本植物油脂等为原料，提供了木本植物油脂基多元聚酰胺环氧固化剂及其制备方法，该产品可显著提高环氧树脂固化物的韧性。

技术方案：木本植物油脂基多元聚酰胺环氧固化剂的制备方法，制备步骤为：将经过环氧化反应的木本植物油脂衍生物、有机溶剂和有效量催化剂混合，并于50～80℃下反应3～6h，引发聚合反应得产物A，再将产物A与多元胺按摩尔比1:1.0～1.2混合，在160～220℃的条件下进行酰胺化反应2～6h，得到多元聚酰胺固化剂。

优选的，上述催化剂的添加量占木本植物油脂衍生物质量的0.2％～2％。

上述木本植物油脂衍生物为甲酯化的木本植物油脂。