[发明专利]一种全生物基苯并噁嗪单体改性环氧大豆油树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种全生物基苯并噁嗪单体改性环氧大豆油树脂及其制备方法，以愈创木酚、癸二胺、多聚甲醛反应得到苯并噁嗪单体，将苯并噁嗪单体溶解在环氧大豆油中，通过固化制备得到全生物基苯并噁嗪单体改性环氧大豆油树脂。本发明的全生物基苯并噁嗪单体改性环氧大豆油树脂具有较高的玻璃化转变温度和拉伸强度，同时具有较好的热稳定性、疏水性和介电性能。其玻璃化转变温度高达93°C，25°C下的拉伸强度高达34 MPa。热失重5%的温度均高于330°C，疏水性高达107°，介电常数低至2.72。

技术领域

本发明涉及一种全生物基苯并噁嗪单体改性环氧大豆油树脂及其制备方法，属于天然资源改性技术领域。

背景技术

随着石油资源的减少和环境污染的加剧，未来材料的发展趋势将朝着可再生资源的利用方向发展。很多研究者将目光聚焦到松脂、淀粉、糖类、纤维素、木质素、油脂等天然资源。环氧大豆油是天然大豆油的初级改性产品，因具有环境友好、价格低廉、热稳定性好等特点而广泛应用于食品包装材料、医药制品、涂料和粘结剂等领域。环氧大豆油树脂虽然具有一定的应用前景，但因其交联密度低和分子链的灵活性、具有较低的玻璃化转变温度和较弱的机械强度，使其在应用上受到很多限制。近年来，研究者将石油基树脂、天然纤维、无机粒子、刚性固化剂等引入环氧大豆油树脂中以改善其低性能缺点。

苯并噁嗪树脂是在传统的酚醛树脂的基础上发展起来的一类新型热固型树脂,它不仅保持了传统酚醛树脂的优点性能,而且改进了酚醛树脂的一些缺点,其具有优良的耐高温特性、阻燃性能、电性能、力学性能以及化学稳定性等。苯并噁嗪单体在开环的过程会形成大量的酚羟基和叔胺基团，酚羟基可以和环氧基团反应形成交联网络结构，同时叔胺基团可以促进该反应；另外，苯丙噁嗪骨架性脆，可以用来提高柔性分子链的刚性，因此苯丙噁嗪单体是一种优良的环氧固化剂。

发明内容

为了解决现有技术中环氧大豆油树脂具有低玻璃化转变温度和低机械强度等缺陷，本发明提供一种全生物基苯并噁嗪单体改性环氧大豆油树脂及其制备方法，制得全生物基苯并噁嗪单体改性环氧大豆油树脂增加了树脂的交联密度和分子链刚性，从而使得树脂具有较高的玻璃化转变温度、拉伸强度和良好的疏水性、介电性能。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种全生物基苯并噁嗪单体改性环氧大豆油树脂，原料包括：环氧大豆油和苯并噁嗪单体。

进一步地，所述环氧大豆油中环氧基团与苯并噁嗪单体的摩尔比为1:0.3～1:0.7。

本发明还提供了一种全生物基苯并噁嗪单体改性环氧大豆油树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)以愈创木酚、癸二胺、多聚甲醛反应得到苯并噁嗪单体；

(2)将苯并噁嗪单体溶解在环氧大豆油中，通过固化制备得到全生物基苯并噁嗪单体改性环氧大豆油树脂；

所述制备过程为：

进一步地，所述固化过程为：

在150～200℃下固化2～4h后，在200～230℃下固化4～6h，再在230～280℃下固化2～4h后，降温。

进一步地，所述降温过程为以5～8℃/min的降温速率降至室温，也可以是自然冷却。

其中，环氧大豆油简称ESO；苯并噁嗪单体简称GD；全生物基苯并噁嗪单体改性环氧大豆油树脂简称PGE。

本发明未提及的技术均参照现有技术。

(1)本发明的全生物基苯并噁嗪单体改性环氧大豆油树脂具有较高的玻璃化转变温度和拉伸强度，同时具有较好的热稳定性、疏水性和介电性能。其玻璃化转变温度高达93℃，25℃下的拉伸强度高达34MPa。热失重5％的温度均高于330℃，疏水性高达107°，介电常数低至2.72；