[发明专利]酯交换型动态转移自催化热固性树脂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种酯交换型动态转移自催化热固性树脂及其制备方法与应用。所述制备方法包括：使含芳香环的酸酐与多羟基化合物发生单酯化反应，制得酸酐单酯，其中所述酸酐单酯的pKa值小于4；以及，将所述酸酐单酯与双酚A环氧树脂混合进行固化反应，制得酯交换型动态转移自催化热固性树脂。本发明采用具有强酸性的酸酐单酯固化环氧树脂，能够更高效地动态转移自催化酯交换反应，从而使树脂的重塑速率更快，避免添加型催化剂可能带来的毒性、析出等问题；本发明提供的制备方法通过引入高效动态转移自催化效应，使树脂在实现快速自催化重塑的同时，具有良好的热学、力学和稳定性能。

技术领域

本发明属于可持续热固性树脂技术领域，具体涉及一种酯交换型动态转移自催化热固性树脂及其制备方法与应用，尤其涉及一种可快速重塑的酯交换型动态转移自催化热固性树脂及其制备方法与应用。

背景技术

热固性树脂因其具有优异的热学、力学性能和尺寸稳定性而广泛应用。然而，传统热固性材料一旦成型就不能通过熔融或溶解等方式回收。将动态共价键引入交联网络，制备可重塑热固性树脂，是解决传统热固性树脂回收难题的有效途径之一。该类可重塑热固性树脂在无外界作用下表现出传统热固性树脂的各项优异性能，但施加一定刺激(热、光、pH等)时，网络中的动态键发生断裂和重组，导致交联网络结构重排，体系粘度下降从而实现再加工。

在已有报道的酯键、硼酸酯键、亚胺键、双硫键等动态共价键中，酯交换型可重塑热固性树脂是当前研究最多、最具应用前景的材料之一，然而，其重塑普遍依赖大量催化剂的添加(≥5％)，这将破坏基体性能，添加型催化剂的毒性、析出和失活也会限制基体应用。在现有的无催化剂体系中，提高酯交换型热固性树脂重塑速率的方法，通常牺牲热学、力学、稳定性能。因此，提供一种快速重塑且性能优异的热固性树脂是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种酯交换型动态转移自催化热固性树脂及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种酯交换型动态转移自催化热固性树脂的制备方法，其包括：

使含芳香环的酸酐与多羟基化合物发生单酯化反应，制得酸酐单酯，其中所述酸酐单酯的pKa值小于4；

以及，将所述酸酐单酯与双酚A环氧树脂混合进行固化反应，制得酯交换型动态转移自催化热固性树脂。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的酯交换型动态转移自催化热固性树脂所述酯交换型动态转移自催化热固性树脂的玻璃化转变温度为120～136℃，断裂伸长率为2.9～3.8％，杨氏模量为3458～3712MPa，拉伸强度为83.7～88.3MPa。

本发明实施例还提供了前述的酯交换型动态转移自催化热固性树脂于制备重塑性热固性树脂中的用途。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明采用具有强酸性的酸酐单酯固化环氧树脂，能够更高效地动态转移自催化酯交换反应，从而使树脂的重塑速率更快，避免添加型催化剂可能带来的毒性、析出等问题；

(2)本发明提供的制备方法通过引入高效动态转移自催化效应，使树脂在实现快速自催化重塑的同时，具有良好的热学、力学和稳定性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1中制备的酸酐单酯的红外谱图；

图2为本发明实施例1中制备的酸酐单酯的核磁氢谱图；