[发明专利]一种生物基本征型阻燃环氧树脂的制备方法

说明书

本发明提供了一种生物基本征型阻燃环氧树脂的制备方法，利用香草酸和间苯二酚反应得到含有二苯甲酮结构的三元醇，通过酚羟基进一步引入环氧基团，得到的生物基环氧单体和一般工业上使用的DGEBA结构类似，与固化剂在一定条件下混合固化，制得阻燃型生物基环氧树脂。该种树脂原料来源广泛，绿色环保，合成过程较为简单，且热稳定性高，阻燃性能良好，800℃残炭量可达35％，极限氧指数最高可达34％，垂直燃烧等级达到V‑0级。

技术领域

本发明涉及一种生物基本征型阻燃环氧树脂的制备方法，使用可再生的生物能源为原料，对环氧单体的分子结构进行设计，使制得的环氧树脂在不引入阻燃元素的情况下，具有良好的阻燃性能。

背景技术

石油基塑料具有各种优异的性能,可以为建筑、汽车、机械制造、电子信息等各行各业提供各种原材料与制品,在现代社会生活中起着十分重要的作用,随着人们对环境污染、资源危机等问题认识的不断深入，生物质资源高附加值的特点也日益受到重视，寻找可再生生物质资源以替代石油产品得到人们的关注。大多数生物材料无毒无害，并且含量丰富，可缓解能源枯竭和污染加重的压力，减少塑料行业对石油基化工产品供应的依赖性，减少高分子材料生产过程中造成的环境污染。目前，有关生物基高分子材料的研究主要局限于淀粉塑料、纤维素基材料、PHBV、PLA、PBS、生物基PE等一些天然高分子或热塑性材料，对于生物基热固性树脂研究则相对较少。

环氧树脂是应用最广泛的热固性树脂之一，全球每年的产量在200万吨左右，占85％的双酚A环氧树脂，主要由双酚A和环氧氯丙烷2种原料制备而成。环氧氯丙烷可由生物基甘油制得，已经实现产业化，但是67％以上的双酚A目前完全依赖于石化资源。同时双酚A对生命体的健康存在极大的威胁，开发可替代双酚A环氧树脂的环境友好型树脂显得意义重大。同时，环氧树脂的氧指数为19.8，引燃后能够在空气中燃烧，且燃烧速度较快，因此如何提高环氧树脂的阻燃性能，扩大其应用范围也是应用型研究的一大课题。

往环氧树脂中添加阻燃剂，阻燃效率往往不能让人满意，一方面为了得到理想的阻燃效果，需要添加大量的阻燃剂，导致了成本的提高，另一方面，因为阻燃剂本身有限的结构设计和相对较低的交联密度，环氧树脂的Tg和起始分解温度也会随着阻燃剂的添加而降低，机械性能下降。而本征型阻燃是往环氧树脂中引入易于成炭的结构，在聚合物分解期间，增强其热稳定性，促进聚合物的芳构化和炭化，最终提高残炭量，可以避免阻燃剂的迁移，提高阻燃效率。