[发明专利]桐油基可双重交联树脂单体及其制备方法和应用

说明书

桐油基可双重交联树脂单体及其制备方法和应用，可先以桐油和甲醇为原料，在氢氧化钠催化下通过酯交换反应制备桐酸甲酯，再将桐酸甲酯和丙烯酸甲酯进行反应，制备得到桐油基二甲酯，将桐油基二甲酯进行水解反应，得到桐油基二元酸，将桐油基二元酸与适量的催化剂、携氧剂甲酸和双氧水反应，得到桐油基羟基化二元酸，桐油基羟基化二元酸再与适量的催化剂、环氧氯丙烷、氢氧化钠和氧化钙反应，得到桐油基可双重交联树脂单体分子。选用桐酸甲酯为原料制备双重交联树脂单体产品，充分利用环境友好型资源，且产品能进行双重交联反应，其交联聚合物具有优异的力学强度。

技术领域

本发明属于高分子材料领域的双重交联聚合体系领域，具体涉及一种桐油基双重交联树脂单体及其制备方法和应用。

背景技术

油桐，系大戟科落叶乔木，树皮灰色，近光滑，核果近球状，果皮光滑，种子种皮木质，在我国陕西、河南、江苏、安徽、浙江、江西等地均有种植。桐油是油桐的桐籽压榨出的以α-桐酸为主体的三甘油酯。油桐是中国著名的木本油料树种，桐油是一种优良的干性油，具有干燥快、有光泽、耐碱、防水、防腐、防锈、不导电等特性。桐油是重要的工业用油，广泛用于制漆、塑料、电器、人造橡胶、人造皮革、人造汽油、油墨等制造业，并开发出多种油脂基功能型树脂，如桐油基环氧树脂、桐油基多元酸等多功能型活性单体。

油脂基聚合物树脂普遍具有优良的柔韧性，但同时也存在着一定的问题，如：材料力学刚性不足、受热易变形等等。双重交联聚合物是一种新型的共聚体系聚合物。通常而言，在双重交联体系中，树脂单体在不同反应原理下，通过独立的反应阶段来进行树脂交联反应，其中不同的交联阶段可以通过室温交联、热交联、氧化交联和紫外光交联等等。相比于单一的交联聚合体系，双重交联技术解决了材料在不透明材质、形状复杂基材、超厚涂层及有色涂层的应用上比较困难的问题，广泛应用于电子、建筑、石油化工等行业，具有广阔的应用前景。

随着国内经济的不断发展和人们的生活水平的提高，人们对材料使用耐久性、健康环保等方面的意识逐渐增强，对该类型产品的改性和性能提高研究提出了诸多新要求。开发利用安全、环保和节能的生物基双重固化树脂是未来的主要发展方向之一，生物基双重固化树脂单体的开发适应时代的发展要求。油桐是著名的木本油料树种，在我国被广泛栽培种植，资源优势明显，是一种理想的野生木本油脂树种。本发明中以植物油脂桐油为原料，制备的桐油基双重交联树脂单体能和甲苯二异氰酸酯进行交联反应，形成双重交联树脂体系，制备得到的树脂材料具有刚性强、硬度高等特点，同时也提高了油脂基单体的应用范围。

发明内容

解决的技术问题：传统的交联树脂存在交联密度低、刚性不足、热稳定性差等缺点，为改善其缺点，本发明提供一种桐油基可双重交联树脂单体及其制备方法和应用，以桐油为原料，制备桐油基双重交联树脂单体分子，该产品可与甲苯二异氰酸酯进行交联聚合反应，制备得到的树脂材料具有刚性强、硬度高等特点。

技术方案：桐油基可双重交联树脂单体的制备方法，制备步骤为：将桐油加入配制氢氧化钠-甲醇溶液中，其中桐油与甲醇的摩尔比为1：（4~8），氢氧化钠为桐油质量的0.2~2%，在40~80℃下反应1~3h，结束反应后，加入磷酸中和，静置分层，取上层物进行水洗，常压蒸馏，得到桐酸甲酯；将桐酸甲酯和等摩尔比的丙烯酸甲酯在150~200℃反应2~5h，得到桐油基二甲酯；将桐油基二甲酯进行水解反应，得到桐油基二元酸，再与催化剂、携氧剂甲酸和双氧水在40~80℃下反应2~8h，得到桐油基羟基化二元酸，所述催化剂、甲酸和双氧水分别占桐油基二元酸质量的0.2~1.5%、15~25%和35~90%，将收集到的桐油基羟基化二元酸和占其质量0.5~2%的催化剂、环氧氯丙烷在90~130℃下反应2~5h，所述桐油基羟基化二元酸和环氧氯丙烷的摩尔比为1:（8~12），然后降温至40~70℃，加入氢氧化钠和氧化钙，所述氢氧化钠和氧化钙均占桐油基羟基化二元酸质量的10~20%，反应2~5h，反应结束后，将反应液用铺有硅胶粉的漏斗过滤，收集滤液；减压蒸馏除去过量的环氧氯丙烷，得到桐油基可双重交联树脂单体。