[发明专利]生物基柠檬酸环氧树脂组合物及其固化方法和应用

说明书

本发明公开了一种生物基柠檬酸环氧树脂组合物，按照质量份数计包括以下原料：柠檬酸环氧100份，不饱和生物基二羧酸1～100份，第一固化促进剂1～10份，自由基引发剂1～10份。本发明还公开了一种生物基柠檬酸环氧树脂组合物的固化方法和应用。本发明的生物基柠檬酸环氧树脂组合物，大幅提升了材料力学性，主要原料均来自生物基可再生资源，且均为绿色、无毒物质，在缓解石油危机及降低二氧化碳的排放方面具有一定的积极作用，在减少对人体损害的同时，也降低了对环境的污染，有利于工业化应用。

技术领域

本发明涉及热固性树脂领域，特别涉及一种生物基柠檬酸环氧树脂组合物。

背景技术

环氧树脂因其优异的力学性能、热学性能及耐腐蚀性能等而广泛应用于航空航天、建筑交通、电子电器等各个领域。但是常用的环氧树脂一般都以双酚A或双酚F等石油基化合物为原料，因其含有芳香族苯环等结构单元会造成其耐老化、抗紫外性能较差。

此外，随着石油资源日益枯竭，寻找可持续、优质、廉价的石油代替品是聚合物工业存在和发展的关键。生物基高分子材料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。

柠檬酸是三羧酸循环代谢中间产物，存在于柑橘、柠檬、动物骨骼等动植物中，可以通过淀粉等含糖类物质发酵得到。由于柠檬酸具有价格低廉、环保无毒、生物相容性好等优点，可作为调味剂、防腐剂以及饲料等。而其分子结构中含有羧酸和羟基等活性官能团，可以进行酯化、酰化、聚合等多种化学反应，从而衍生出多种化合物。柠檬酸类增塑剂增塑效果显著，不易挥发，相容性好，耐候性强，可广泛替代石油基来源致癌有毒的邻苯二甲酸酯类增塑剂。美国FDA批准柠檬酸三丁酯(TBC)、乙酰柠檬酸酯(ATBC)作为安全无毒增塑剂，可以应用于医药用品包装、血浆袋、食品包装等领域。而柠檬酸与锌的络合物可以作为成核剂应用于聚乳酸中，大大提高聚乳酸的结晶性能。

柠檬酸除了具备上述环保、价格低、活性官能团多易反应等优点，以柠檬酸为原料合成柠檬酸基环氧树脂单体(ECA)，即柠檬酸基三缩水甘油酯，合成方法简单便捷，单体来源丰富且可持续天然获取。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的主要目的在于提供一种生物基柠檬酸环氧树脂组合物，该高生物基含量环氧树脂组合物不仅具有价格低廉、无毒无害、环境友好的优点，且具有良好的固化性能。

本发明的另一目的在于提供一种生物基柠檬酸环氧树脂组合物的固化方法，该固化方法操作简单，易于实施，可控性好，可操作性强，有利于降低工业化生产的生产成本。

本发明的又一目的在于提供所述生物基柠檬酸环氧树脂组合物的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种生物基柠檬酸环氧树脂组合物，按照质量份数计包括以下原料：

在一些实施方案中，所述第一固化促进剂包括四丁基溴化铵、三苯基膦、2-甲基咪唑、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚和三氟化硼中的任意一种或两种以上的组合。

在一些实施方案中，所述自由基引发剂包括过氧类和/或偶氮类固化剂。

本发明实施例还提供了一种生物基柠檬酸环氧树脂组合物的固化方法，包括：

(1)将原料混合；

(2)将混合后的原料在70～100℃固化2～6小时，再在101～160℃固化2～6小时，之后在161～200℃固化3～5小时，得到所述生物基柠檬酸环氧树脂组合物。

本发明实施例还提供了所述的生物基柠檬酸环氧树脂组合物在涂料中的应用。