一种生物质基环氧树脂及其制备方法和生物质基阳离子固化环氧胶组合物技术

本发明专利技术提供一种生物质基环氧树脂及其制备方法和生物质基阳离子固化环氧胶组合物，涉及环氧树脂技术领域。所述生物质基环氧树脂的制备方法包括：S1、生物质基苯二酚衍生物与环氧氯丙烷进行缩合反应，获得第一衍生物；S2、第一衍生物与衣康酸进行开环反应，获得第二衍生物；S3、第二衍生物在氧化剂下对碳碳不饱和双键进行氧化形成环氧基团。所述生物质基阳离子固化环氧胶组合物，按重量份数计，由以下各原料组分组成：100份的生物质基环氧树脂、0

The invention relates to a biomass based epoxy resin, a preparation method thereof, and a biomass based cationic curing epoxy adhesive composition

【技术实现步骤摘要】
一种生物质基环氧树脂及其制备方法和生物质基阳离子固化环氧胶组合物


[0001]本专利技术属于环氧树脂
，涉及一种生物质基环氧树脂及其制备方法和生物质基阳离子固化环氧胶组合物。

技术介绍

[0002]利用生物质作为环氧树脂的原料正日益引起重视，除了可以提高对自然资源的利用率，还可以提高环氧树脂的环保性，并且在某些性能上也有提升。已经有多种现有技术报道了使用生物质材料作为环氧树脂的原料，主要是将生物质原料进行改性后使得其结构上具有环氧基团。

技术实现思路

[0003]虽然现有技术中已经有采用生物质原料制备环氧树脂的报道，但是现有技术中采用生物质原料制备环氧树脂存在步骤较复杂、生物质基环氧树脂固化后存在机械强度不足、生物质原料利用不足的问题。本专利技术的目的之一在于克服现有技术的以上缺陷，而提供一种生物质基环氧树脂的制备方法。
[0004]本专利技术的目的之二在于提供由上述方法获得的生物质基环氧树脂。
[0005]本专利技术的目的之三在于提供一种生物质基阳离子固化环氧胶组合物，其经加热固化后具有较好的综合性能。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种生物质基环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0008]S1、生物质基苯二酚衍生物与环氧氯丙烷在碱性条件下进行缩合反应，获得第一衍生物；
[0009]S2、步骤S1获得的第一衍生物与衣康酸在催化剂下进行开环反应，获得第二衍生物；
[0010]S3、步骤S2获得的第二衍生物在氧化剂下对所述第二衍生物中的碳碳不饱和双键进行氧化形成环氧基团，获得所述生物质基环氧树脂。
[0011]优选的，步骤S1所述生物质基苯二酚衍生物选自白果二酚和桐油基类漆酚中的至少一种。
[0012]优选的，步骤S1所述生物质基苯二酚衍生物与环氧氯丙烷的摩尔比为1:2
‑
10。
[0013]优选的，步骤S2所述第一衍生物与所述衣康酸的摩尔比为0.5
‑
2:1。
[0014]优选的，步骤S2所述催化剂为季铵盐或有机叔胺。
[0015]优选的，步骤S3所述氧化剂为双氧水。
[0016]优选的，步骤S3所述第二衍生物和所述氧化剂的重量比为1:0.1
‑
4。
[0017]由上述任一实施方案所述的制备方法获得的生物质基环氧树脂。
[0018]一种生物质基阳离子固化环氧胶组合物，按重量份数计，由以下各原料组分组成：
100份上述任一实施方案所述的制备方法获得的生物质基环氧树脂、0
‑
100份上述任一实施方案所述的制备方法中所得的第二衍生物、5
‑
50份稀释剂、0.5
‑
10份阳离子热固化剂、0
‑
60份填料、0
‑
5份分散剂、0
‑
1份消泡剂和0
‑
1份触变剂。
[0019]优选的，所述稀释剂为含有环氧基团的活性稀释剂。
[0020]优选的，所述阳离子热固化剂为潜伏性阳离子热固化剂。
[0021]本专利技术采用生物质材料
‑‑
苯二酚衍生物(比如白果二酚、桐油基类漆酚)作为初始原料，利用其结构上的酚羟基与环氧氯丙烷进行缩合，获得的第一衍生物为环氧基团改性的苯二酚衍生物；再利用第一衍生物接枝上的环氧基团与另一种生物质材料
‑‑
衣康酸中的羧基进行开环反应，获得侧链带有碳碳不饱和双键的第二衍生物；第二衍生物再在氧化剂的氧化下，其中的碳碳不饱和双键部分或全部被氧化为环氧基团，获得了生物质基环氧树脂。
[0022]本专利技术的第二衍生物中，由于衣康酸的碳碳不饱和双键位于侧链，因此第二衍生物中由于衣康酸带来的碳碳不饱和双键也位于侧链，空间位阻较小，可以被氧化剂氧化为环氧基团，并且环氧基团位于侧链，活性相对较高。
[0023]苯二酚衍生物与苯环接枝的长碳链上也存在碳碳不饱和双键，可以被氧化剂部分或全部氧化为环氧基团，提高了生物质基环氧树脂中的环氧基含量，有助于提高环氧树脂固化后的机械强度。
[0024]本专利技术中第一衍生物分子结构中含有两个环氧基团，衣康酸分子结构中含有两个羧基，2个环氧基团与2个羧基基团之间发生开环反应，形成直链的主链。由于苯二酚衍生物与苯环接枝的长碳链，长碳链位于第二衍生物结构的支链位置。本专利技术的生物质基环氧树脂的结构类似支化结构或者梳状结构，可以在较高分子量下维持相对较低的粘度，而且环氧基团既分布在主链的侧链上，也分布在支化或梳状结构的长碳链上，不同位置分布的环氧基团有助于提升环氧树脂固化后的机械强度、附着性等。
[0025]本专利技术的有益效果是：
[0026](1)本专利技术的环氧树脂对生物质原料利用率较高；
[0027](2)本专利技术的环氧树脂制备方法步骤较为简单，无需复杂的反应步骤；
[0028](3)本专利技术的环氧树脂固化后的力学强度、附着性、耐酸碱、耐水煮等较高，综合性能较好。
具体实施方式
[0029]以下通过具体实施方式对本专利技术的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0030]本专利技术一方面提供了一种生物质基环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0031]S1、生物质基苯二酚衍生物与环氧氯丙烷在碱性条件下进行缩合反应，获得第一衍生物；此步骤中生物质基苯二酚中的酚羟基与环氧氯丙烷在碱性条件下脱除氯化氢，所用的碱可以是氢氧化钠、氢氧化钾等强碱，碱的用量可以是生物质基苯二酚衍生物与环氧氯丙烷重量和的1
‑
20％，缩合反应温度为80
‑
110℃，反应时间可以为1
‑
5小时。
[0032]S2、步骤S1获得的第一衍生物与衣康酸在催化剂下进行开环反应，获得第二衍生物；此步骤中，第一衍生物中的环氧基团与衣康酸中的羧基发生开环反应。
[0033]S3、步骤S2获得的第二衍生物在氧化剂下对所述第二衍生物中的碳碳不饱和双键
进行氧化形成环氧基团，获得所述生物质基环氧树脂。
[0034]在本专利技术优选的实施方式中，步骤S1所述生物质基苯二酚衍生物选自白果二酚和桐油基类漆酚中的至少一种。
[0035]腰果二酚，也称为强心酚，是多烯基间苯二酚类化合物，分子式为C
15
H
27
‑
31
C6H3(OH)2，存在于腰果壳中的天然植物酚，两个酚羟基的反应活性较高。
[0036]桐油基类漆酚具有如式(1)或式(2)所示的结构：
[0037][0038]其中，R1和R3为C1～C4直链或支链烷烃基，R2和R4独自的选自H、Cl、甲基、羟基、甲氧基或
‑
C(CH3)3中的一种。
[0039]桐油基类漆酚中的两个相邻酚羟基的反应活性也较高。
[0040]在本专利技术优选的实施方式中，步骤S1所述生物质基苯二酚衍生物与环氧氯丙烷的摩尔比为1:2<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生物质基环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、生物质基苯二酚衍生物与环氧氯丙烷在碱性条件下进行缩合反应，获得第一衍生物；S2、步骤S1获得的第一衍生物与衣康酸在催化剂下进行开环反应，获得第二衍生物；S3、步骤S2获得的第二衍生物在氧化剂下对所述第二衍生物中的碳碳不饱和双键进行氧化形成环氧基团，获得所述生物质基环氧树脂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述生物质基苯二酚衍生物选自白果二酚和桐油基类漆酚中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S1所述生物质基苯二酚衍生物与环氧氯丙烷的摩尔比为1:2
‑
10。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2所述第一衍生物与所述衣康酸的摩尔比为0.5
‑
2:1。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S2所述催化剂为季铵盐或有机叔胺。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S3所述氧化剂为双氧水。7.根据权利要求1所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅，陈长敬，刘涛，林鸿腾，
申请(专利权)人：韦尔通厦门科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：