[发明专利]一种基于天然黄酮类化合物的生物基本征阻燃环氧树脂前驱体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于天然黄酮类化合物的生物基本征阻燃环氧树脂前驱体及其在制备环氧树脂中的应用，所述前驱体具有如下式(Ⅰ)和(Ⅱ)所示的结构。本发明还公开了所述生物基本征阻燃环氧树脂前驱体的制备方法，包括：将天然黄酮类化合物与环氧氯丙烷经过一步反应制备得到所述生物基本征阻燃环氧树脂前驱体。本发明的制备流程简单、可控制性好、易于实施，适用于大规模工业化生产。本发明所述生物基本征阻燃环氧树脂前驱体固化后得到的热固性环氧树脂具备优异的热力学性能和阻燃性能，具有替代现有石油基高端环氧产品的可能性，使用范围广泛。

技术领域

本发明属于生物基热固性特种环氧树脂领域，特别涉及基于天然黄酮类化合物的生物基本征阻燃环氧树脂前驱体及其制备方法。

背景技术

环氧树脂(EP)是一种用途非常广泛的热固性树脂，因其具有优异的综合性能等被广泛应用于防腐涂料、粘接剂、微电子、航天航空等领域，是一类非常重要的热固性材料。然而，现阶段大多数的环氧树脂树脂都由双酚A化合物制备得到，双酚A化合物主要源于石油资源，而石油资源是一种不可持续资源，伴随着其储量的日益减少，必然会造成来源于石油资源的高分子材料成本的不断升高。此外，双酚A具有雌激素样作用，能够导致内分泌失调，威胁着胎儿和儿童的健康。癌症和新陈代谢紊乱导致的肥胖也被认为与此有关。欧盟认为含双酚A奶瓶会诱发性早熟，从2011 年3月2日起，禁止生产含化学物质双酚A(BPA)的婴儿奶瓶。因此，开发新型的生物基单体替代双酚A制备生物基环氧树脂变得越来越重要，相关研究和开发利用越来越受人们的重视。

此外，环氧树脂的许多应用领域均要求其具有良好的阻燃性能，然而，环氧树脂的极限氧指数(LOI)仅为19.8％，属于易燃材料，这极大地限制了它们的应用。为了进一步拓展环氧树脂的应用领域，亟待开发出一类生物基高性能的特种环氧树脂，因此，制备一种生物基高性能特种环氧树脂已经成为一个紧迫的问题，在国内外引发了广泛的关注。

黄酮类化合物是一类天然存在的多酚类化合物。绝大多数植物体内都含有黄酮类化合物，它在植物的生长、发育、开花、结果以及抗菌防病等方面起着重要的作用。黄酮类化合物还是一类对人体有益的物质，具有延缓女性衰老、改善更年期症状、骨质疏松、血脂升高、乳腺癌、前列腺癌、心脏病、疏松症、心血管疾病等突出优点。因此，其在制备生物基热固性环氧树脂中具有极强的应用前景。

如公开号为CN 108559061 A的专利申请文献公开了一种基于天然异黄酮化合物的生物基阻燃环氧树脂前驱体，其通过将天然异黄酮化合物、丙二腈以及环氧氯丙烷经过两步反应制备得到，最终得到的环氧树脂具有较好的阻燃性能。但是，该生物基体系不仅需要两步反应引入氰基，还需要在高温下固化使氰基参与反应从而提升固化物的交联密度才能达到阻燃的目的，因此，其存在制备工艺复杂以及固化条件苛刻等问题。

综上所述，为了进一步扩展环氧树脂的应用领域，亟待开发出一种制备工艺简单、更具备普适性的多功能生物基单体替代双酚A制备高性能能的特种生物基环氧树脂。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种基于天然黄酮类化合物的生物基本征阻燃环氧树脂前驱体及其在制备环氧树脂中的应用，得到的生物基环氧树脂具有优异的阻燃性能，进一步扩宽了环氧树脂的应用领域。

本发明的另一目的在于提供了上述生物基本征阻燃环氧树脂前驱体的制备方法，以生物基来源天然黄酮类化合物为原料，一步反应即可得到高性能本征阻燃环氧树脂前驱体，其制备方法简单，操作易懂，反应条件可控，易于实施，适于大规模工业化生产。

本发明采用以下技术方案：

一种基于天然黄酮类化合物的生物基本征阻燃环氧树脂前驱体，具有如下式(Ⅰ)或式(Ⅱ)所示的结构：

式(Ⅰ)中，R₁～R₆均为