[发明专利]一种聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯改性环氧树脂的制备方法

摘要

本发明公开了一种聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯改性环氧树脂的制备方法，本发明先以2,5‑呋喃二甲酸和乙二醇为原料，钛酸四丁酯为催化剂，磷酸三甲酯为催化剂，采用直接酯化法制备得到2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯，再经过真空缩聚得到聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯；然后采用辐照接枝法通过聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯与丙烯酸单体的接枝聚合反应制得丙烯酸接枝聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯，最后将丙烯酸接枝聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯中的羧基与环氧卤代丙烷进行开环反应，再加入氢氧化钠水溶液进行闭环反应，将含有呋喃环的聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯接到环氧树脂分子骨架上，从而将呋喃环引入环氧树脂中，可以提高环氧树脂的耐高温性和耐燃性，扩大其在铸造自硬砂的应用范围。

主权项

一种聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）按照摩尔比1：1.5‑2：0.0008‑0.0014：0.0002‑0.0004将2,5‑呋喃二甲酸、乙二醇、钛酸四丁酯和磷酸三甲酯混合，缓慢升温，并不断搅拌，同时在常压下通入氮气作为保护气体，酯化温度控制在170‑210℃，反应体系逐渐由混浊转向透明，达到清晰点时表示酯化反应结束；然后将酯化产物继续升温，并不断搅拌，在60‑80Pa真空度和220‑240℃温度下反应4‑7h，即得缩聚产物，最后将缩聚产物溶于四氯乙烷，在甲醇中沉淀，经离心后去除上清液，如此反复2‑4次，再在120‑140℃下真空干燥24‑48h，即得聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯；（2）按照质量比4‑5:0.8‑1.4:0.25‑0.3:1.7‑2.2将聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯、丙烯酸、七水硫酸亚铁和水混合均匀，静置10‑15h后通氮气20‑30min，然后置于60Coγ‑射线辐射源辐射场中进行辐照，辐照剂量率为1‑1.5kGy/h，辐照总吸收剂量为20‑25kGy；辐照结束后，用热蒸馏水洗涤3‑4次，在60‑70℃下真空干燥至恒重，即得丙烯酸接枝聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯；（3）按照质量比3‑7:1将环氧卤代丙烷、丙烯酸接枝聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯混合均匀，通氮气作为保护气体，水浴加热至90‑100℃，再加入催化剂，恒温搅拌反应2‑4h，然后降温至75‑85℃，加入质量分数为45%的氢氧化钠水溶液，继续恒温搅拌反应1‑3h，同时常压共沸脱去体系中的部分水份，过滤出体系的固体盐类，随后在0.1‑0.2MPa、110‑120℃下减压蒸馏除去剩余的水相和合成的树脂，然后用甲苯溶解，再用去离子水洗涤3‑4次，除去下层水相，再用pH试纸来检验溶液中的酸碱性,并用质量分数为10%的磷酸氢钠水溶液调节体系为中性溶液,再用去离子水洗涤3‑4次并除去水相，最后蒸馏去除甲苯及水，即得所需的聚2,5‑呋喃二甲酸乙二醇酯改性环氧树脂。