[发明专利]含碳酸酯的环氧树脂、其制备方法、其制备的环氧固化物及降解环氧固化物的方法

说明书

本发明提供一种含碳酸酯的环氧树脂、其制备方法、其制备的环氧固化物及降解环氧固化物的方法。所述含碳酸酯的环氧树脂，其具有如式(I)或式(II)所示的结构，式(I)及式(II)中各符号如说明书中所定义者。借此，利用碳酸酯基与环氧基进行反应以制备出含碳酸酯的环氧树脂，且其与硬化剂制得的环氧固化物具有良好的热性质与机械性质并具有可降解性。

技术领域

本发明是关于一种环氧树脂、其制备方法、其制备的环氧固化物及降解环氧固化物的方法，尤其是关于一种含碳酸酯的环氧树脂、其制备方法、其制备的环氧固化物及降解环氧固化物的方法。

背景技术

目前市售的环氧树脂以双酚A型双官能及酚醛型(novolac)多官能为主，在合成上以酚基与环氧氯丙烷反应形成环氧基，其中多官能型因以酚醛树脂为基底，在酚醛制备上须使用甲醛，除具有环保议题外，此法亦不利于高分子量的多官能环氧制备。环氧树脂具有的独特三元环结构，可进行多种开环反应，亦可通过触媒催化进行自身固化，但因其链成长较为困难，导致最终均聚固化物有性能不佳的缺点，故环氧树脂大多需要搭配环氧树脂硬化剂进行共聚反应，提高固化后的交联度，而以现今市售商品来说，固化后的固化物虽具有良好的物性，却也因为其交联结构的生成导致产品不易回收，导致该类废弃物议题逐日升温。

一般而言，热固性材料具有优异的热稳定性、化学稳定性及高密度的共价键交联网络结构，不容易被溶解及分解回收再利用，而若是交联网络中存在不稳定的键结，则能使固化物具有被降解的潜力存在。近年来，部分研究指出酯基(ester group)具有可化学分解性，并逐步应用在PET回收中，因此如能将类似概念导入环氧树脂中，可望有机会提升废弃物降解性，达到可化学回收的目的。

然而，酯基的制备主要由羧酸类化合物与酚类或醇类化合物反应生成，难以在制备过程中保留多官能的醇基或酚基进行环氧化，因此在制备衍生环氧树脂工艺上受到限制，导致目前为止并无相关产品。

有鉴于此，如何合成出含有碳酸酯基的环氧树脂，且其所制备的固化物具有可化学降解性，遂成相关业者努力的目标。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种含碳酸酯的环氧树脂及其制备方法，其是将聚碳酸酯或碳酸酯化合物与环氧官能基的分子在触媒催化下得到结构中含有碳酸酯基团的双官能或多官能环氧树脂，此环氧树脂可直接使用或得以进行后续的反应。

本发明的另一目的在于提供一种环氧固化物以及降解环氧固化物的方法，其是将含碳酸酯的环氧树脂进行固化反应制备出环氧固化物，且此环氧固化物可进行降解，使产品能够回收再利用，减轻环境负担。

本发明的一实施方式提供一种含碳酸酯的环氧树脂，其具有如式(I)或式(II)所示的结构：

其中，R₁、R₂、R₇及R₈是各自独立为氢原子、碳数1至6的烷基、烯丙基、碳数1至6的烷氧基、碳数6至12的芳香基或卤素原子，a及b是各自独立为0至4的整数，e及f是各自独立为0至5的整数。X为单键、碳数1至12的烷基、碳数3至12的环烷基、氧原子、硫原子、磺酰基、亚硫酰基、酰基、碳数6至12的芳香基、芴基、式(i)或式(ii)所示的结构：

其中，X₁为氢原子、碳数1至6的烷基或碳数6至12的芳香基。Y为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、异氰脲酸酯、式(iii)、式(iv)或式(v)所示的结构：