一种生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂及其制备方法，属于高分子材料技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，尤其涉及一种生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂及其制备方法
。

技术介绍

[0002]环氧树脂是热固性树脂中应用最为广泛的树脂，因为其优异的粘接性能
、
电气性能
、
耐化学
、
耐腐蚀性能，在涂料
、
粘合剂
、
复合材料和电子包装等领域被广泛使用
。
目前，超过
90%
的商用环氧树脂都是由双酚
A
的二缩水甘油醚制成的
。
双酚
A
二缩水甘油醚的合成原料是由石油基苯酚和丙酮合成得到的双酚
A。
双酚
A
对人体的健康有多种危害，例如致癌性
、
致突变性和生殖毒性以及内分泌干扰物
。
因此开发可替代双酚
A
类环氧树脂的环境友好型环氧树脂具有重大的意义
。
[0003]和厚朴酚是从木兰属植物中分离出来的，长期以来一直被用作药物的植物提取物，被食品安全部门认为是安全的
。
与其他生物基提取物相比，和厚朴酚同时具有烯丙基和酚羟基的双官能单体
。
反应性烯丙基可以与硅氢基团反应，而酚羟基可以很容易地被其他官能团取代，以获得理想的结构
。
同时和厚朴酚具有苯环结构，使得具有一定的刚性结构
。
以和厚朴酚为原料合成的缩水甘油醚环氧具有优异的拉伸强度，但该环氧固化后表现为脆性，限制了其在胶粘剂领域的应用
。

技术实现思路

[0004]基于上述问题，本专利技术公开了一种生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂及其制备方法
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂，所述生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂结构式如下：，其中，
n
为8或
13
，
m
为
0、1
或
2。
[0006]有机硅树脂具有独特的结构和性能，当材料受到外部应力时，其结构中的软
Si
‑
O
键为材料提供了良好的膨胀和收缩弹性，并通过变形消散了外力
。
此外，有机硅树脂还具备如出色的耐高温和低温性
、
电绝缘性
、
耐老化性和低表面张力等性能，本专利技术通过迈克尔加成使得硅氧烷链段嵌入到环氧树脂中，以此来提高环氧树脂的韧性
。
[0007]本专利技术还提供一种生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：（1）常温常压下将和厚朴酚
、
环氧氯丙烷和季铵盐催化剂混合，常温下搅拌，在氮气
、60~100℃
条件下进行醚化开环反应
2~4h
，得到氯醚醇；
（2）对得到的氯醚醇进行旋蒸去除多余的环氧氯丙烷后加入碱，在
80℃
条件下闭环反应
1~12h
，然后加入磷酸二氢钠中和，水洗静置后取下层有机物，在有机物中加入无水硫酸钠，过夜，旋蒸除去可挥发性物质，得到和厚朴酚缩水甘油醚环氧树脂；（3）将和厚朴酚缩水甘油醚环氧树脂
、
硅氢加成催化剂和溶剂混合，滴加长链端氢硅氧烷，升温反应
5~8h
，旋蒸除去溶剂和挥发性物质，即得到生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂
。
[0008]进一步地，所述和厚朴酚
、
环氧氯丙烷
、
季铵盐催化剂的摩尔比为
1∶
（
25~50
）
∶
（
0.05~0.1
）
。
[0009]更进一步地，所述季铵盐催化剂为苯甲基三乙基氯化铵
、
三辛基甲基氯化铵
、
四甲基溴化铵
、
四丙基氯化铵
、
四丁基溴化铵
、
四丁基碘化铵
、
三乙基苄基溴化铵
、
苄基三乙基氯化铵
、
三乙基己基溴化铵和三乙基辛基溴化铵中的任意一种
。
[0010]进一步地，所述和厚朴酚与碱的摩尔比为
1∶
（
1~2.5
）
。
所述碱选自常见的碱性物质，如氢氧化钠
、
氢氧化钾或氨水，可直接加入固体，也可以先将其配制成碱性溶液后再加入
。
[0011]进一步地，所述硅氢加成催化剂的加入量为反应原料的
15~20ppm
；所述和厚朴酚缩水甘油醚环氧树脂中的
C=C
与长链端氢硅氧烷中
Si
‑
H
的摩尔比为（
1~2
）
∶1。
[0012]进一步地，所述长链端氢硅氧烷的结构通式如下：
[0013]其中，含氢量分别为
0.26%
或
0.18%
，对应的式中
n
分别为8或
13
；所述硅氢加成催化剂为
Karstedt
催化剂和
Speier
催化剂中的任意一种
。
[0014]进一步地，硅氢加成反应的条件为：温度
70~90℃
，时间
5~8h。
[0015]本专利技术还提供一种环氧树脂材料，所述环氧树脂材料包括：生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂
、
固化剂和固化促进剂
。
按质量份数计，所述环氧树脂材料包括：
100
份生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂，
3~80
份固化剂，
1~3
份固化促进剂
。
[0016]进一步地，所述固化剂选自常见的固化剂种类，包括酸酐类或聚醚胺类固化剂
。
所述固化促进剂选自酚类，如
2,4,6
‑
三（二甲胺甲基）苯酚
。
[0017]本专利技术还提供一种环氧树脂材料的制备方法，包括以下步骤：将生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂
、
固化剂和固化促进剂混合，室温下脱泡，浇筑，然后依次在
80~120℃
固化
2~3
小时，
120~150℃
固化
2~3
小时，得到环氧树脂材料
。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：本专利技术开创性地以生物基和厚朴酚和长链端氢硅氧烷为原料，制备了有机硅改性和厚朴酚基环氧树脂，经固化后具备良好的柔韧性和机械性能
。
和厚朴酚环氧原料来源绿色可持续，对人体危害小，在具有一定拉伸强度的同时还具备一定的韧性，扩展了环氧树脂的应用领域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂，其特征在于，所述生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂结构式如下：其中，
n
为8或
13
，
m
为
0、1
或
2。2.
一种如权利要求1所述的生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将和厚朴酚
、
环氧氯丙烷和季铵盐催化剂混合后，在氮气
、
加热条件下进行醚化开环反应，得到氯醚醇；对所述氯醚醇进行旋蒸后加入碱，在加热条件下进行闭环反应，然后加入磷酸二氢钠，水洗静置后取下层有机物，在所述有机物中加入无水硫酸钠，过夜，旋蒸，得到和厚朴酚缩水甘油醚环氧树脂；将所述和厚朴酚缩水甘油醚环氧树脂
、
硅氢加成催化剂和溶剂混合，滴加长链端氢硅氧烷，升温反应后进行旋蒸，即得到生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂
。3.
根据权利要求2所述的生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述和厚朴酚
、
环氧氯丙烷
、
季铵盐催化剂的摩尔比为
1∶
（
25~50
）
∶
（
0.05~0.1
）
。4.
根据权利要求3所述的生物基和厚朴酚有机硅环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述季铵盐催化剂为苯甲基三乙基氯化铵
、
三辛基甲基氯化铵
、
四甲基溴化铵
、
四丙基氯化铵
、
四丁基溴化铵
、
四丁基碘化铵
、
三乙基苄基溴化铵
、
苄基三...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾娇艳，陈安升，宋丽娜，刘保华，赵志垒，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：