[发明专利]一种具有良好形变回复性能的生物基环氧树脂的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有良好形变回复性能的生物基环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：(1)端羟基聚硅氧烷和氯化亚砜反应生成端氯聚硅氧烷；(2)步骤(1)生成的端氯聚硅氧烷和丁香酚在NaOH、三乙胺的催化下，升温后保温反应，生成聚硅氧烷基丁香酚醚；(3)将步骤(2)生成的聚硅氧烷基丁香酚醚溶于二氯甲烷之中，并采用滴加的方式加入间氯过氧化苯甲酸的二氯甲烷溶液之中，保温反应，过滤，减压去除溶剂后得到生物基环氧树脂。本发明提供的制备方法制备的生物基环氧树脂解决了传统双酚A型环氧树脂，存在脆性大、断裂伸长率低、性能回复能力不足及原料双酚A面临的可持续性不足和环保性差的问题。

技术领域

本发明属于材料科学领域，涉及一种环氧树脂的制备方法，尤其是一种具有良好形变回复性能的生物基环氧树脂的制备方法。

背景技术

传统双酚A型环氧树脂，虽然具有强度大，刚性高的优点，但其也存在脆性较大、断裂伸长率低、变形能力不足的缺陷。此外，双酚A还因其容易导致人体内分泌失调，会诱发胎儿及儿童性早熟等问题，而受到了越来越多的限制。欧盟已于2011起，禁止生产含化学物质双酚A的婴儿奶瓶。除对人体的伤害之外，双酚A还因其属石油基来源的单体而面临着原料可持续性差和环保压力大等问题。生物基单体因其具有绿色、环境友好等特性而逐渐被越来越多的科研工作者用于制备可以替代传统石油基单体的高分子材料。

丁香酚是一种从丁香花中经提炼而得的生物基单体，其化学结构中含有一个苯环结构、一个酚羟基，还在酚羟基的对位含一个烯丙基。其酚羟基可以同环氧氯丙烷反应，制备环氧树脂，从而制备出不含双酚A的新型生物基环氧树脂。

公开号为CN102796063A的中国专利文献利用腰果酚缩水甘油醚与不饱和脂肪酸或腰果酚反应，生成了单羟基型不饱和生物基树脂A；再将树脂A脂肪链上的不饱和双键进行环氧化制得一种高生物基含量的单羟基型环氧树脂。公开号为CN105273166A的中国专利文献公开了一种生物基环氧树脂的制备方法：使用马来酸酐对低分子量聚乳酸进行端基改性得到两端羧基封端的聚乳酸。在锌粉为催化剂，DMSO为溶剂的条件下，通过甲基丙烯酸环氧丙酯对聚乳酸进行改性，从而在聚乳酸分子链两端引入环氧基。最后通过添加适当的固化剂引发环氧基开环，从而交联成三维网状结构而固化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有良好形变回复性能的生物基环氧树脂的制备方法。本发明提供的制备方法制备的生物基环氧树脂解决了传统双酚A型环氧树脂，存在脆性大、断裂伸长率低、性能回复能力不足及原料双酚A面临的可持续性不足和环保性差的问题。

本发明的目的由以下技术方案实现：

一种具有良好形变回复性能的生物基环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)端羟基聚硅氧烷和氯化亚砜反应生成端氯聚硅氧烷；

(2)步骤(1)生成的端氯聚硅氧烷和丁香酚在NaOH、三乙胺的催化下，升温后保温反应，生成聚硅氧烷基丁香酚醚；

(3)将步骤(2)生成的聚硅氧烷基丁香酚醚溶于二氯甲烷之中，并采用滴加的方式加入间氯过氧化苯甲酸的二氯甲烷溶液之中，保温反应，过滤，减压去除溶剂后得到生物基环氧树脂。

在步骤(1)中，所述的端羟基聚硅氧烷与氯化亚砜的质量比为1:2～20，反应温度为60～80℃，反应时间为2～5h。

该步骤反应为氯化亚砜同羟基发生取代反应，因氯化亚砜存在严重的自发分解反应，故其用量需要过量，且过量的氯化亚砜可以方便地用减压蒸馏的方式除去，故一般控制其大量过量，但是其如果过量太多，则提升了成本也增加了除去过量氯化亚砜的时间。

优选的，在步骤(1)中，所述的端羟基聚硅氧烷与氯化亚砜的质量比为1:5～10。上述范围可以保证取代反应完全进行，减少除去过量氯化亚砜的时间。

在步骤(1)中，所述的端羟基聚硅氧烷的聚合度为1～100。