一种可降解亚胺类环氧树脂固化剂及其制备方法和应用技术

一种可降解亚胺类环氧树脂固化剂及其制备方法和应用，本发明专利技术涉及可降解、可回收环氧树脂技术领域。本发明专利技术要解决现有环氧树脂材料降解条件苛刻，降解效率低的技术问题。本发明专利技术固化剂为一种可降解亚胺类环氧树脂固化剂；该固化剂应用于制备可降解热固性环氧树脂和可降解环氧树脂复合材料。本发明专利技术通过胺醛缩合反应制备可降解亚胺类环氧树脂固化剂，并通过交联固化反应将C＝N基团引入到环氧树脂交联结构中。由于本发明专利技术引入的亚胺键较其他化学弱键结构具有更大的键能，在外界载荷及高温条件下不易断裂，进而使得可降解环氧树脂具备与传统的环氧树脂相媲美的力学性能。本发明专利技术用于制备可降解热固性环氧树脂以及可降解环氧树脂复合材料。

A degradable imine curing agent for epoxy resin and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种可降解亚胺类环氧树脂固化剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及可降解、可回收环氧树脂

技术介绍
先进热固性树脂基复合材料具有低密度、高强度、耐高温、耐冲击等优异性能，因而在航空航天及民用等多领域得到了广泛应用。据统计，环氧树脂的2017年全球年产能已接近500万吨。经过多年发展，中国已成为世界上环氧树脂最大的产能国、产量国和消费市场。2017年，我国环氧树脂产能达230万吨，产量达130万吨，消费量约150万吨。众所周知，具有三维网状交联结构的环氧树脂不熔不溶，难以像热塑性树脂重新加工及再利用。废弃环氧树脂的大量堆积可造成不可逆的环境污染，是制约未来环氧树脂复合材料应用与发展的关键问题之一。与此同时，环氧树脂复合材料中存在价值高昂的高性能增强体，其的回收再利用也是业界普遍关注的重点难题。随着人类对环境保护及可持续发展的日益关注，环氧树脂的降解回收及再利用已成为各国广泛关注的问题。目前，环氧树脂的降解回收主要采用以下途径得以实现。能量回收法通过焚烧将树脂的部分化学能转化为热能/电能，但同时造成了资源浪费、环境污染等问题。物理粉碎回收法采用简单工艺将复合材料碎化进而应用于建筑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可降解亚胺类环氧树脂固化剂，其特征在于该固化剂的分子结构通式为：

【技术特征摘要】
1.一种可降解亚胺类环氧树脂固化剂，其特征在于该固化剂的分子结构通式为：n为1～100的整数；R1是亚烃基、环烷撑基、亚烃环烷撑基、亚烃环烷撑亚烃基、杂环烷撑基、亚烃杂环烷撑基、亚烃杂环烷撑亚烃基、环烯撑基、亚烃环烯撑基、亚烃环烯撑亚烃基、杂环烯撑基、亚烃杂环烯撑基、亚烃杂环烯亚烃基、芳香撑基、亚烃芳香撑基、亚烃芳香撑亚烃基、杂芳香撑基、亚烃杂芳香撑基、亚烃杂芳香撑亚烃基、仲胺亚烃仲胺基、仲胺环烷撑仲胺基、仲胺杂环烷撑仲胺基、仲胺环烯撑仲胺基、仲胺杂环烯撑仲胺基、仲胺芳香撑仲胺基、仲胺杂芳香撑仲胺基、仲酰胺亚烃仲酰胺基、仲酰胺环烷撑仲酰胺基、仲酰胺杂环烷撑仲酰胺基、仲酰胺环烯撑仲酰胺基、仲酰胺杂环烯撑仲酰胺基、仲酰胺芳香撑仲酰胺基、仲酰胺杂芳香撑仲酰胺基、氧亚烃氧基、氧环烷撑氧基、氧杂环烷撑氧基、氧环烯撑氧基、氧杂环烯撑氧基、氧芳香撑氧基或氧杂芳香撑氧基；R2是亚烃基、环烷撑基、亚烃环烷撑基、亚烃环烷撑亚烃基、杂环烷撑基、亚烃杂环烷撑基、亚烃杂环烷撑亚烃基、环烯撑基、亚烃环烯撑基、亚烃环烯撑亚烃基、杂环烯撑基、亚烃杂环烯撑基、亚烃杂环烯亚烃基、芳香撑基、亚烃芳香撑基、亚烃芳香撑亚烃基、杂芳香撑基、亚烃杂芳香撑基、亚烃杂芳香撑亚烃基、仲胺亚烃仲胺基、仲胺环烷撑仲胺基、仲胺杂环烷撑仲胺基、仲胺环烯撑仲胺基、仲胺杂环烯撑仲胺基、仲胺芳香撑仲胺基、仲胺杂芳香撑仲胺基、仲酰胺亚烃仲酰胺基、仲酰胺环烷撑仲酰胺基、仲酰胺杂环烷撑仲酰胺基、仲酰胺环烯撑仲酰胺基、仲酰胺杂环烯撑仲酰胺基、仲酰胺芳香撑仲酰胺基、仲酰胺杂芳香撑仲酰胺基、氧亚烃氧基、氧环烷撑氧基、氧杂环烷撑氧基、氧环烯撑氧基、氧杂环烯撑氧基、氧芳香撑氧基或氧杂芳香撑氧基；R3是氢原子、烷基、环烷基、杂环基、杂环烷基、烯基、环烯基、芳香基、杂芳香基、烷杂烷基、炔基、亚烃基、亚烃杂亚烃基、亚烯基、亚烃杂亚烯基、亚炔基或亚烃杂亚炔基。2.如权利要求1所述的一种可降解亚胺类环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于该方法具体如下：将化合物Ⅰ与化合物Ⅱ溶解在溶剂中进行胺醛缩合反应，合成可降解亚胺类环氧树脂固化剂，其中化合物Ⅰ与化合物Ⅱ摩尔数比为(1～10)∶1，控制反应温度为0～200℃；化合物Ⅰ为化合物Ⅱ为H2N-R1-NH2。3.根据权利要求2所述的一种可降解亚胺类环氧树脂固化剂的制备方法，其特在于溶剂为水、异戊烷、正戊烷、石油醚、己烷、环己烷、环戊烷、庚烷、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、邻二氯苯、二氯甲烷、四氯化碳、甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇、戊醇、苄醇、乙酸乙酯、乙醚、石油醚、异丙醚、四氢呋喃、氯仿、二氧六环、吡啶、丙酮、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮和二甲基亚砜中一种或其中几种的混合。4.如权利要求1所述一种可降解亚胺类环氧树脂固化剂的应用，其特征在于该可降解亚胺类环氧树脂固化剂作为固化剂应用于制备可降解热固性环氧树脂和可降解环氧树脂复合材料；所述可降解热固性环氧树脂和可降解环氧树脂复合材料均具有如下交联结构：5.根据权利要求4所述的一种可降解亚胺类环氧树脂固化剂的应用，其特征在于：制备可降解热固性环氧树脂的方法，具体如下：所述固化剂与环氧树脂通过热固化交联生成可降解热固性环氧树脂，其中环氧树脂与固化剂的重量比为(0.1～10)∶1，固化反应温度为0～200℃。6.根据权利要求5所述的一种可降解亚胺类环氧树脂固化剂的应用，其特征在于：所述环氧树脂为缩水甘油醚型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油氨型环氧树脂、三官能团环氧树脂、四官能团环氧树脂、酚醛型环氧树脂、邻甲酚醛环氧树脂、脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂和含氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡桢，许宁觌，黄玉东，许樨榕，原玮灏，刘莹莹，沈一博，李振奋，刘丽，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23