一种生物基磷杂菲联苯型环氧树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于阻燃环氧树脂技术领域，公开了一种生物基磷杂菲联苯型环氧树脂及其制备方法和应用。所述生物基磷杂菲联苯型环氧树脂的分子结构式为：其中，X为或Y为n为大于或等于零的整数。该环氧树脂结构特殊，厚朴酚中含有联苯结构，能促进成碳。且磷杂菲是一种新型阻燃剂，其位于环氧树脂的端基，活动能力强，更易达到优良的阻燃效果，提高了环氧树脂的阻燃性能。该合成过程绿色、简单，易于大规模生产，有着广泛应用的巨大潜力。的巨大潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种生物基磷杂菲联苯型环氧树脂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于阻燃环氧树
，更具体地，涉及一种生物基磷杂菲联苯型环氧树脂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]环氧树脂是一类分子中含有两个或以上环氧基团的高分子聚合物，主要是由含羟基的酚或醇化合物与环氧氯丙烷反应得到。目前商用的环氧树脂大多为双酚A型环氧树脂，在制备和使用过程中都涉及环境污染和毒性问题，因此人们尝试用生物质材料代替双酚A制备环氧树脂。但无论是双酚A型环氧树脂还是生物基环氧树脂，其阻燃性能都难以满足其在电子、航空等领域的应用。
[0003]为了达到较好的阻燃效果，向环氧树脂中添加卤素阻燃剂，往往会显著降低环氧树脂的可燃性。然而，这些含卤阻燃剂在燃烧过程中释放出剧毒气体，这与可持续和绿色化学相冲突。因此无卤阻燃环氧树脂越来越受到人们的关注，含磷、硅等阻燃添加剂更加环保，并显示出令人满意的阻燃效果，但是它们与基体树脂相容性差，会降低材料的玻璃化转变温度和力学性能。
[0004]厚朴酚广泛应用于中草药和化妆品原料，是一种低毒的生物质材料。厚朴酚分子结构中带有的高刚性联苯结构，且联苯两侧带有酚羟基和柔性烯丙基两类反应性基团。在合适的反应条件下，烯丙基可作为引入DOPO功能基团的反应位点。因此，通过合理的分子结构设计，以生物基厚朴酚和DOPO为原料，可以获得不同结构的磷杂菲环氧树脂，得到不同磷含量的磷杂菲材料。

技术实现思路

[0005]为了解决上述现有技术中存在的不足和缺点，本专利技术的目的在于提供一种生物基磷杂菲联苯型环氧树脂。
[0006]本专利技术另一目的在于提供上述生物基磷杂菲联苯型环氧树脂的制备方法，该方法通过调控生物基环氧树脂P
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DBP
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EP
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n和DOPO的反应参数，制得不同分子量的生物基磷杂菲联苯型环氧树脂P
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EP
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DOPO
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n。
[0007]本专利技术再一目的在于提供上述生物基磷杂菲联苯型环氧树脂的制备方法，该环氧树脂通过调控生物基厚朴酚环氧单体EDBP与厚朴酚磷杂菲联苯型单体DBP
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DOPO的反应参数，制得不同磷含量的生物基磷杂菲联苯型环氧树脂P
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DBP
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DOPO
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n。
[0008]本专利技术最后目的在于提供上述生物基磷杂菲联苯型环氧树脂的应用。
[0009]本专利技术的目的通过下述技术方案来实现：
[0010]一种生物基磷杂菲联苯型环氧树脂，所述生物基磷杂菲联苯型环氧树脂的分子结构式为：
[0011][0012]其中，X为Y为n为大于或等于零的整数。
[0013]优选地，当所述X和Y均为时，所述生物基磷杂菲联苯型环氧树脂简写为P
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EP
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DOPO
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n，所述生物基磷杂菲联苯型环氧树脂的分子结构式为：
[0014][0015]所述的生物基磷杂菲联苯型环氧树脂的制备方法，包括如下具体步骤：
[0016]S1.将厚朴酚、环氧氯丙烷和催化剂混合，在氮气气氛下加热至60～100℃，滴加碱性溶液，升温至80～150℃，在碱性条件下反应2～6h后停止反应冷却至室温，制得生物基厚朴酚环氧树脂P
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DBP
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EP
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n；
[0017]S2.将生物基厚朴酚环氧树脂P
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DBP
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EP
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n与DOPO、光引发剂和溶剂混合，置于紫外光照射下反应2～4h，反应结束后用反应液过色谱柱除去过多的DOPO，制得P
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EP
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DOPO
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n。
[0018]优选地，步骤S1所述的厚朴酚与环氧氯丙烷的摩尔比通过环氧基和酚羟基的比值控制，环氧基/酚羟基＝2～12；所述的催化剂为丁基三苯基溴化膦、苄基三乙基氯化铵或四丁基溴化铵；所述催化剂为厚朴酚和环氧氯丙烷总质量的0.1～0.5wt％；所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
[0019]优选地，步骤S2所述的DOPO与生物基厚朴酚环氧树脂P
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DBP
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EP
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n的摩尔比通过磷氢键和烯丙基的比值控制，磷氢键/烯丙基＝2～6；所述的光引发剂为光引发剂651、光引发剂127或光引发剂369，所述光引发剂的用量为P
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DBP
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EP
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n的0.3～0.5当量；所述的DOPO的质量和溶剂的体积比为(1～2)g：1mL；所述溶剂为四氢呋喃或1,4
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二氧六环。
[0020]优选地，当所述X为且Y为所述生物基磷杂菲联苯型环氧树脂简写为P
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DBP
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DOPO
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n，所述生物基磷杂菲联苯型环氧树脂的分子结构式为：
[0021][0022]所述的生物基磷杂菲联苯型环氧树脂的制备方法，包括如下具体步骤：
[0023]S1.将厚朴酚、DOPO、光引发剂和溶剂混合，然后置于紫外光照射下反应2～4h，反应结束后将反应液过色谱柱除去过多的DOPO，制得厚朴酚磷杂菲联苯型单体DBP
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DOPO；
[0024]S2.将厚朴酚、环氧氯丙烷和催化剂混合，在氮气气氛下加热至60～100℃，滴加碱性溶液，升温至80～150℃，在碱性条件下反应2～6h后停止反应冷却至室温，制得生物基厚朴酚环氧单体EDBP；
[0025]S3.将生物基厚朴酚环氧单体EDBP与厚朴酚磷杂菲联苯型单体DBP
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DOPO和催化剂混合，加热至60～100℃混合均匀后，加入催化剂并继续升温至80～150℃，反应2～6h后停止反应并冷却至室温，制得P
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DBP
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DOPO
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n。
[0026]优选地，步骤S1所述的厚朴酚和DOPO的摩尔比通过磷氢键和烯丙基的比值控制，磷氢键/烯丙基＝2～6；所述的光引发剂为光引发剂651、光引发剂127或光引发剂369，所述的光引发剂的用量为厚朴酚的0.3～0.5当量；所述的DOPO的质量和溶剂的体积比为(1～2)g：1mL；所述的溶剂为四氢呋喃或1,4
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二氧六环。
[0027]优选地，步骤S2所述的厚朴酚与环氧氯丙烷的摩尔比通过环氧基与酚羟基的比值控制，环氧基与酚羟基的比值为2～3；所述的催化剂为丁基三苯基溴化膦、苄基三乙基氯化铵或四丁基溴化铵；所述催化剂为厚朴酚和环氧氯丙烷总质量的0.1～0.5wt％；所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
[0028]优选地，步骤S3所述的生物基厚朴酚环氧单体EDBP和厚朴酚磷杂菲联苯型单体DBP
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DOPO的摩尔比通过环氧基和酚羟基的比值控制，环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物基磷杂菲联苯型环氧树脂，其特征在于，所述生物基磷杂菲联苯型环氧树脂的分子结构式为：其中，X为Y为n为大于或等于零的整数。2.根据权利要求1所述的生物基磷杂菲联苯型环氧树脂，其特征在于，当所述X和Y均为时，所述生物基磷杂菲联苯型环氧树脂简写为P
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EP
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DOPO
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n，所述生物基磷杂菲联苯型环氧树脂的分子结构式为：3.根据权利要求2所述的生物基磷杂菲联苯型环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：S1.将厚朴酚、环氧氯丙烷和催化剂混合，在氮气气氛下加热至60～100℃，滴加碱性溶液，升温至80～150℃，在碱性条件下反应2～6h后停止反应冷却至室温，制得生物基厚朴酚环氧树脂P
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DBP
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EP
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n；S2.将生物基厚朴酚环氧树脂P
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DBP
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EP
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n与DOPO、光引发剂和溶剂混合，置于紫外光照射下反应2～4h，反应结束后用反应液过色谱柱除去过多的DOPO，制得P
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EP
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DOPO
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n。4.根据权利要求3所述的生物基磷杂菲联苯型环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤S1所述的厚朴酚与环氧氯丙烷的摩尔比通过环氧基和酚羟基的比值控制，环氧基/酚羟基
＝2～12；所述的催化剂为丁基三苯基溴化膦、苄基三乙基氯化铵或四丁基溴化铵；所述催化剂为厚朴酚和环氧氯丙烷总质量的0.1～0.5wt％；所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。5.根据权利要求3所述的生物基磷杂菲联苯型环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤S2所述的DOPO与生物基厚朴酚环氧树脂P
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DBP
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EP
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n的摩尔比通过磷氢键和烯丙基的比值控制，磷氢键/烯丙基＝2～6；所述的光引发剂为光引发剂651、光引发剂127或光引发剂369，所述光引发剂的用量为P
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DBP
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EP
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n的0.3～0.5当量；所述的DOPO的质量和溶剂的体积比为(1～2)g：1mL；所述溶剂为四氢呋喃或1,4
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二氧六环。6.根据权利要求1所述的生物基磷杂菲联苯型环氧树脂，其特征在于，当所述X为且Y为所述生物基磷杂菲联苯型环氧树脂简写为P
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【专利技术属性】
技术研发人员：张笑晴，刘思慧，胡国梁，刘璟宏，雷彩红，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：