一种植物油基可回收环氧树脂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种植物油基可回收环氧树脂及其制备方法与应用，具体涉及环氧树脂技术领域。制备方法包括以下步骤：(1)制备植物油基环氧聚合物；(2)以橡胶籽油基环氧聚合物和生物质单体

【技术实现步骤摘要】
一种植物油基可回收环氧树脂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及环氧树脂
，具体涉及一种植物油基可回收环氧树脂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]环氧树脂因其优异的力学强度、耐热、粘接、化学性能，被广泛用作涂料、粘合剂、绝缘材料、电子封装材料、复合材料等领域。而商业化的环氧树脂几乎都源自于石油基，其中双酚A型环氧树脂(DGEBA)更是占到了其中约90％的产量。随着人们对双酚A生物毒性认识的不断深入，以及因为大量需求石油基而对化石资源和环境的影响。采用以生物质为原料来制备环氧树脂对于未来的生态环境以及可持续发展有着重要的意义。
[0003]目前有关生物基环氧树脂的合成已经有一些报道：例如松香、衣康酸、丁香酚、植物油、木质素等生物质资源都被应用于此。其中的植物油因为其来源广、产量大、价格低等优势，已经被广泛应用于高分子材料的合成中。但由于其主要成分甘油脂肪酸分子的柔性较大，造成植物油基环氧树脂固化后得到不佳的玻璃化转变温度和机械强度，所以更多时候其在塑料、涂料和胶粘剂中用于增塑剂或稳定剂。近年来，人们也一直在为提高植物油基环氧树脂的机械性能而为之努力，目前尝试最多的还是向其中引入石油基刚性化合物来对其进行增强改性。因此，我们试图用全生物基原料来合成环氧树脂以达到石油基环氧树脂的性能，并通过构建新型动态交联网络来解决环氧树脂不能重复使用、难以回收的问题。
[0004]目前国内外有关于生物基环氧树脂的制备方法及性能研究尚不成熟，功能性开发较少，关于全生物质可回收环氧树脂的制备更是目前领域内的一大挑战。
[0005]公布号为CN109777040A的中国专利申请文献，具体公开了一种生物质基可回收型环氧树脂及其制备方法和应用。该环氧树脂原料组分按照质量百分含量包括：环氧树脂单体40％～65％，活性稀释剂0～15％，含亚胺键的生物质基酚
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胺类固化剂20～50％，促进剂0.5％～2％。该方法包括：将原料组分混合，真空脱气，固化。该方法简单，适用于不同类型的环氧树脂。该环氧树脂可在热压条件下多次重复加工成型，再次成型的环氧树脂仍保有原树脂大部分的力学和耐热性能，且具有可降解功能。但该方法制备过程对环境依然存在一定污染，还有待进一步改进。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于如何解决传统环氧树脂制备过程环境污染大、材料回收利用率低的问题。
[0007]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
[0008]一种植物油基可回收环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0009](1)制备植物油基环氧聚合物，包括以下步骤：
[0010]S1：将橡胶籽油倒入反应容器中加热搅拌，降温，再加入2
‑
(甲氨基)乙醇和甲醇钠进行反应，随后冷却至室温；
[0011]S2：将步骤S1得到的产物进行稀释、洗涤至有机相澄清，分离出有机相并进行干燥、旋蒸，得到油脂的氨基单体；
[0012]S3：将步骤S2得到的氨基单体，与二甲氨基吡啶和甲基丙烯酸酐反应，再加入纯水和四氢呋喃继续反应，随后冷却至室温；
[0013]S4：将步骤S3得到的产物进行稀释、洗涤至有机相澄清，分离出有机相并进行干燥，再用碱性氧化铝处理后，旋蒸，得到甲基丙烯酸酐化的单体；
[0014]S5：将步骤S4获得的单体和三氯过氧苯甲酸分别用二氯甲烷进行溶解，然后将二者混合，再加入碳酸钠进行反应；
[0015]S6：向步骤S5获得的产物中加水洗去碳酸钠，分离出有机相并进行洗涤，至有机相澄清，再次分离出有机相并进行干燥，用碱性氧化铝处理后，旋蒸，得到植物油基环氧单体；
[0016]S7：向步骤S6获得的环氧单体中加入四氢呋喃、偶氮二异丁腈(AIBN)反应，冷却至室温后，进行重结晶、减压蒸馏，得到植物油基环氧聚合物；
[0017]说明：先以非食用的橡胶籽油为原料，将橡胶籽油基甲基丙烯酸酯单体通过侧链双键环氧化得到植物油基环氧单体，再通过自由基活性聚合得到具有一定分子量的大分子环氧聚合物。
[0018](2)制备植物油基可回收环氧树脂，包括以下步骤：
[0019]P1：将硫辛酸倒入反应容器中，放入油浴锅中，进行反应；将步骤S7获得的植物油基环氧聚合物溶解于四氢呋喃中，将其和二乙酰氧基碘苯(DIB)一起投入至反应容器中反应；
[0020]说明：硫辛酸在高温下自我开环聚合形成小分子聚合物。
[0021]P2：将步骤P1的产物置于模具中，随后转移至烘箱中真空脱泡，即得。
[0022]说明：将固体硫辛酸在高温下按比例熔融，实现其从小分子向高聚物的转变。以制成的植物油基环氧聚合物为基底，利用一锅法，将生物质单体
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硫辛酸作为化学交联位点，使环氧树脂具备“可逆动态共价网络”结构。
[0023]有益效果：本专利技术以植物油基环氧聚合物和生物质单体
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硫辛酸为原料，实现全生物基环氧超分子聚合物网络的可控构筑，制备出具有低玻璃化转变温度、且含有动态共价交联网络的全生物基环氧树脂，该材料具有优异的机械性能和回收性能，且制备过程环境污染小。
[0024]优选的，所述步骤S1中橡胶籽油、2
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(甲氨基)乙醇、甲醇钠的重量比为80
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120：280
‑
320：1
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5。
[0025]优选的，所述步骤S1中加热的温度为80
‑
120℃，加热的时间为0.5
‑
1.5h。
[0026]优选的，所述步骤S2具体用二氯甲烷进行稀释，加入饱和氯化钠溶液洗涤至有机相澄清，分离出有机相用无水硫酸镁进行干燥。
[0027]优选的，所述步骤S3中氨基单体、二甲氨基吡啶、甲基丙烯酸酐的重量比为80
‑
120：0.5
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1.5：90
‑
110。
[0028]优选的，所述步骤S3中纯水的重量为氨基单体与甲基丙烯酸酐重量之和的1/6～1/4。
[0029]优选的，所述步骤S3中四氢呋喃的重量为氨基单体与甲基丙烯酸酐重量之和的1/5～3/5。
[0030]优选的，所述步骤S4中具体用二氯甲烷进行稀释，加入饱和碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液进行洗涤至有机相澄清，分离出有机相用无水硫酸镁进行干燥后，通过碱性氧化铝柱子后旋蒸。
[0031]优选的，所述步骤S5中单体、三氯过氧苯甲酸、碳酸钠的重量比为8
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12：14
‑
18：11
‑
15。
[0032]优选的，所述步骤S6中洗涤具体用饱和硫代硫酸钠溶液、饱和碳酸氢钠溶液和饱和氯化钠溶液进行洗涤。
[0033]优选的，所述步骤S7中环氧单体、偶氮二异丁腈的重量比为0.5
‑
1.5：0.01
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0.03。
[0034]优选的，所述步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植物油基可回收环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备植物油基环氧聚合物，包括以下步骤：S1：将橡胶籽油倒入反应容器中加热搅拌，降温，再加入2
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(甲氨基)乙醇和甲醇钠进行反应，随后冷却至室温；S2：将步骤S1得到的产物进行稀释、洗涤至有机相澄清，分离出有机相并进行干燥、旋蒸，得到油脂的氨基单体；S3：将步骤S2得到的氨基单体，与二甲氨基吡啶和甲基丙烯酸酐反应，再加入纯水和四氢呋喃继续反应，随后冷却至室温；S4：将步骤S3得到的产物进行稀释、洗涤至有机相澄清，分离出有机相并进行干燥，再用碱性氧化铝处理后，旋蒸，得到甲基丙烯酸酐化的单体；S5：将步骤S4获得的单体和三氯过氧苯甲酸分别用二氯甲烷进行溶解，然后将二者混合，再加入碳酸钠进行反应；S6：向步骤S5获得的产物中加水洗去碳酸钠，分离出有机相并进行洗涤，至有机相澄清，再次分离出有机相并进行干燥，用碱性氧化铝处理后，旋蒸，得到植物油基环氧单体；S7：向步骤S6获得的环氧单体中加入四氢呋喃、偶氮二异丁腈反应，冷却至室温后，进行重结晶、减压蒸馏，得到植物油基环氧聚合物；(2)制备植物油基可回收环氧树脂，包括以下步骤：P1：将硫辛酸倒入反应容器中，放入油浴锅中，进行反应；将步骤S7获得的植物油基环氧聚合物溶解于四氢呋喃中，将其和二乙酰氧基碘苯一起投入至反应容器中反应；P2：将步骤P1的产物置于模具中，随后转移至烘箱中真空脱泡，即得。2.根据权利要求1所述的植物油基可回收环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中橡胶籽油、2
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(甲氨基)乙醇、甲醇钠的重量比为80
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120：280
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320：1
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5。3.根据权利要求1或2所述的植物油基可回收环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中加热的温度为80
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120℃，加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：王钟，李浩男，吴先坤，张佳乐，李敏，汪钟凯，
申请(专利权)人：安徽农业大学，
类型：发明
国别省市：