[发明专利]光诱导多重固化环氧植物油基聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种光诱导多重固化环氧植物油基聚合物及其制备方法和应用。所述制备方法包括以下步骤：将环氧植物油、桐马酸酐、活性稀释剂、复合引发剂混合均匀，光照引发光固化反应，然后置于常温下继续热固化反应，即得到光诱导多重固化环氧植物油基聚合物。本发明采用价格低廉、来源广泛、易于再生的植物油资源取代化石来源的单体制备高生物基含量的植物油基聚合物，实现了植物油的高效利用。本发明采用非常规的光诱导热前端聚合反应技术制备高生物基含量的植物油基聚合物，实现了植物油体系在不加热条件下的光热多重固化反应，本发明的制备方法简单，条件温和，环保节能，产品质量稳定，适合大规模生产。

技术领域

本发明属于生物基高分子材料技术领域，具体涉及一种光诱导多重固化环氧植物油基聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

环氧树脂一般需要采用固化剂对其进行固化，固化剂与环氧树脂发生化学反应，可以形成网状立体聚合物，即热固性树脂。常用环氧树脂固化剂有脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类等类型，另外在光引发剂的作用下紫外线或光也能使环氧树脂固化。各种固化剂的固化温度各不相同，树脂的耐热性也有很大的不同，使用固化温度高的固化剂可以得到耐热优良的树脂。其中酸酐是一种常用的高温固化剂，桐马酸酐是一类重要的生物基固化剂。桐马酸酐为桐油或桐油酸与马来酸酐的加成产物，反应机理为桐油中的共轭双键与马来酸酐发生Diels-Alder双烯加成环化反应，生成稳定的含酸酐基团的六元环结构。但是桐马酸酐作为环氧树脂固化剂时，往往需要采用高温固化方法，反应时间较长，反应温度高，能耗较高。公开号为CN105837796A的中国发明专利公开了一种采用环氧植物油与马来松香酸酐的开环聚合制备高生物基含量的热固性聚合物的方法，该专利采用的是热固化方法引发环氧基与酸酐的开环聚合，为常规缩聚反应，反应温度高达140-200℃，该体系中不涉及光聚合反应和双键的聚合反应。公开号为CN112048037A的中国发明专利公开了一种基于光诱导热前端聚合反应的干性油固化环氧植物油体系，虽然该体系克服了环氧树脂需要高温固化的问题，但是该体系中仅存在干性油双键和环氧基的固化反应，为双官能化体系，不涉及酸酐与环氧基的固化反应，从而在一定程度上限制了网状立体聚合物的交联度。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种光诱导多重固化环氧植物油基聚合物的制备方法。

本发明的另一目的在于提供上述方法制备的光诱导多重固化环氧植物油基聚合物。

本发明的再一目的在于提供上述光诱导多重固化环氧植物油基聚合物在涂料、油墨、胶黏剂、塑料、纤维、3D打印和复合材料领域中的应用。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种光诱导多重固化环氧植物油基聚合物的制备方法，包括以下步骤：

将环氧植物油、桐马酸酐、活性稀释剂、复合引发剂混合均匀，光照，然后置于常温下继续反应，即得到光诱导多重固化环氧植物油基聚合物。

所述的环氧植物油为环氧桐油、环氧蓖麻油、环氧大豆油、环氧亚麻油、环氧棉籽油、环氧玉米油、环氧菜籽油中的至少一种，均可采用市场直接购买的产品。

所述桐马酸酐为桐油、桐油酸、桐油酸酯与马来酸酐发生Diels-Alder反应的产物，其制备方法参考授权专利号为ZL201610897987.0的中国发明专利。

所述异冰片酯为100％生物来源的丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯中至少的一种，由崁烯和生物基丙烯酸或甲基丙烯酸制备，以提高最终产品中的生物基含量，其制备方法参考授权专利号为ZL202010885096.X的中国发明专利。

所述复合引发剂为光热双重引发剂和阳离子光引发剂的混合物，其质量比为(1～9):(1～9)，所述阳离子光引发剂为重氮盐、二芳基碘鎓盐、三芳基硫鎓盐、烷基硫鎓盐、铁芳烃盐、磺酰氧基酮及三芳基硅氧醚中的一种。