[发明专利]一种含侧氨基甲酸酯基团苯氧树脂及其合成方法

说明书

本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种含侧氨基甲酸酯基团苯氧树脂及其合成方法，所述含侧氨基甲酸酯基团苯氧树脂由苯氧树脂、五元环碳酸酯、半胱胺、含异氰酸酯基类丙烯酸酯合成，其中，苯氧树脂的数均分子量为8000～90000g/mol，五元环碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甘油酯中的一种或多种混合物，含异氰酸酯基类丙烯酸酯为异氰酸酯丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异氰基乙酯中的一种或两种混合物。本发明的含侧氨基甲酸酯基团苯氧树脂对铝合金、钢板、环氧基材的搭接剪切强度分别大于21.5MPa、25.8MPa、18.5Mpa，维卡软化温度高于95℃，耐热性的提升可使苯氧树脂应对高温服役环境，且合成路线没有副产物，不需要提纯，合成工艺简便高效。

技术领域

本发明属于胶粘剂技术领域，具体涉及一种含侧氨基甲酸酯基团苯氧树脂及其合成方法。

背景技术

苯氧树脂是由双酚A与环氧氯丙烷缩合反应制取的一种无定形高分子聚羟基醚。苯氧树脂的分子量远高于液体环氧树脂，两个环氧基团分布在主链末端，在反应动力学上可以忽略其反应可能性，即使在共混体系中引入交联剂，也不会像环氧树脂那样固化形成交联网状结构，因此它是一种抗冲击强度高的坚韧热塑性材料，可以用作热固性材料的增韧改性。

苯氧树脂的结构决定了其独特的性能特点。无定形聚集态使其具有优良的韧性，可作其他热固性材料的增韧改性剂。凡是使用环氧树脂需要提高韧性的应用场景、涂层中需要提高粘接牢度的应用，如卷钢板涂层、易拉罐涂层、金属罐壁涂层、信用卡磁卡涂层、漆包线涂层等，再如碳纤复合材料、玻璃钢预浸料、纺织面料的贴合、覆铜板及印刷线路板等，均可用苯氧树脂进行改性。但是苯氧树脂玻璃化温度不高，一般在70～100℃，维卡软化温度在50～85℃，很多碳纤维复合材料加工温度都较高，苯氧树脂在碳纤维复合材料的高温加工工艺中要进行一定的改性处理，工艺比较复杂，因此其在高端复合材料中的应用受到一定限制。苯氧树脂具有活泼羟基结构，作为热熔性粘合剂使用，作用于各种基材如金属、玻璃、塑料、木材、纺织面料等，具有优良的粘接牢度，对铝合金基材的剪切强度高达23MPa。考虑到长期高温服役工况下要求低蠕变、低变形的性质，苯氧树脂的表现显得不足。因此需要从分子设计角度，探索新途径改善维卡软化温度，同时维持较高水平的粘接能力，而且实现该目标具有挑战性和工业应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种含侧氨基甲酸酯基团苯氧树脂及其合成方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种含侧氨基甲酸酯基团苯氧树脂，由苯氧树脂、五元环碳酸酯、半胱胺、含异氰酸酯基类丙烯酸酯合成，其化学结构通式为

其中，R₁为H或CH₃，R₂为H、CH₃、CH＝CH₂或CH₂OH，n值取决于苯氧树脂的数均分子量，x/n比值为0.05～0.25。

优选地，所述苯氧树脂的数均分子量为8000～90000g/mol。

优选地，所述五元环碳酸酯为碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甘油酯中的一种或多种混合物。

优选地，所述含异氰酸酯基类丙烯酸酯为异氰酸酯丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸异氰基乙酯中的一种或两种混合物。

本发明还提供了所述含侧氨基甲酸酯基团苯氧树脂的合成方法，包括如下步骤：

(1)将1.0摩尔当量份五元环碳酸酯投入反应釜中，将1.0摩尔当量份半胱胺溶于四氢呋喃、氯仿或N,N-二甲基甲酰胺溶剂，投入反应釜中，25～80℃下搅拌至少4小时，直到傅里叶变换红外谱图中1800cm^-1处五元环碳酸酯特征峰消失，停止搅拌备用；