[发明专利]一种高官能度蓖麻油基环氧树脂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高官能度蓖麻油基环氧树脂及其制备方法，属于有机合成领域。本发明提供了一种高官能度的蓖麻油基环氧树脂，环氧值高，分子结构中不含碳碳双键，耐候性好，掺入双酚A型环氧树脂中使用，可在提高环氧树脂的交联密度的同时提高固化物的柔韧性。实施例的数据表明，本发明提供的高官能度蓖麻油基环氧树脂的掺入能显著改善E‑51环氧树脂固化物的拉伸强度、断裂伸长率和抗冲击强度。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种高官能度蓖麻油基环氧树脂及其制备方法。

背景技术

蓖麻油(CO)是一种天然脂肪酸的甘油三酸酯，脂肪酸中的主要成分为蓖麻酸，约占90％，其次为油酸、亚油酸，是自然界中唯一含有羟基的植物油。CO属于不干性油，碘值为80～90mgI/g，皂化值170～190mgKOH/g，羟值156～160mgKOH/g。

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化合物，其分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征，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的具有三向网状结构的高聚物。固化的环氧树脂具有良好的物理、化学性能，具有优异的粘接强度，介电性能良好，变形收缩率小，制品尺寸稳定性好，硬度高，柔韧性较好，对碱及大部分溶剂稳定，广泛应用于国防、国民经济各部门，作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。但是现有技术中的环氧树脂存在官能度不高的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高官能度蓖麻油基环氧树脂及其制备方法。本发明提供的环氧树脂官能度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高官能度蓖麻油基环氧树脂，结构如式I所示：

本发明还提供了上述技术方案所述的高官能度蓖麻油基环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

将蓖麻油、双氧水、乙酸、芳烃溶剂和第一酸性催化剂混合进行第一环氧化反应，得到环氧化蓖麻油；

将所述环氧化蓖麻油、烯丙醇和路易斯酸催化剂混合进行第一开环反应，得到烯丙氧基蓖麻油基多元醇；

将所述烯丙氧基蓖麻油基多元醇与环氧氯丙烷、氢氧化钠依次进行第二开环反应和闭环反应，得到烯丙氧基蓖麻油基多缩水甘油醚；

将所述烯丙氧基蓖麻油基多缩水甘油醚、双氧水、乙酸、芳烃溶剂和第二酸性催化剂混合进行第二环氧化反应，得到所述高官能度蓖麻油基环氧树脂。

优选地，所述第一酸性催化剂和第二酸性催化剂独立地为硫酸、磷酸、磷钨杂多酸、HZSM-5分子筛、强酸性阳离子交换树脂。

优选地，所述第一环氧化反应和第二环氧化反应的温度独立地为40～80℃，时间独立地为3～8h。

优选地，所述蓖麻油、双氧水与乙酸的摩尔比为1:3～5:2～4。

优选地，所述烯丙醇与环氧化蓖麻油中环氧基团的摩尔比为5～30:1。

优选地，所述第一开环反应的温度为50～90℃，时间为1～5h。

优选地，所述环氧氯丙烷与烯丙氧基蓖麻油基多元醇中羟基的摩尔比为1～1.5:1。

优选地，所述第二开环反应的温度为40～80℃，时间为1～5h。

优选地，所述闭环反应在闭环催化剂和固碱存在的条件下进行，所述闭环反应的温度为30～80℃，时间为2～6h。

优选地，所述烯丙氧基蓖麻油基多缩水甘油醚、双氧水与乙酸的摩尔比为1:2～5:2～4。

本发明提供了一种高官能度蓖麻油基环氧树脂，结构如式I所示：