一种含偶氮结构生物基环氧树脂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种含偶氮结构生物基环氧树脂及其制备方法和应用，属于有机合成技术领域。本发明专利技术通过生物基原料衣康酸与环氧氯丙烷反应得到衣康酸环氧树脂，衣康酸环氧树脂与4

【技术实现步骤摘要】
一种含偶氮结构生物基环氧树脂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及功能化表面活性剂合成
，具体涉及一种含偶氮结构生物基环氧树脂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]环氧树脂由于本身对其他基体材料优异的粘结性能、化学腐蚀性、较高的机械强度和耐热性、良好的加工成型性等优良性能在各个领域广泛应用，其中作为粘结剂应用于体育产业，可用于制造滑雪板等体育用品。偶氮类结构化合物由于偶氮结构独特的顺反异构结构，使其对外部环境的变化，如光照、酸碱、湿度等，有响应性。但是现有技术中含偶氮结构的环氧树脂未见报道。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种含偶氮结构生物基环氧树脂及其制备方法和应用，大大提高了环氧树脂的使用范围，使其具有光、酸碱等外部刺激的响应性，拓展了环氧树脂的使用范围，使其可用于体育用品纺织的涂覆，具有较好的应用前景。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：
[0005]一方面，本专利技术提供一种含偶氮结构生物基环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0006](1)将衣康酸、环氧氯丙烷、催化剂混合加入到三口烧瓶内，室温下充分搅拌，氮气保护下于加热；然后冷却、滴加NaOH溶液。滴加完成后，维持特定温度继续反应，结束后水洗；减压蒸馏除去水和未反应的环氧氯丙烷。
[0007](2)将衣康酸环氧树脂与4
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氨基偶氮苯混合加入单口烧瓶内，油浴搅拌分梯度加热反应。反应结束后加入四氢呋喃超声辅助溶解聚合物，将所得溶液在混合溶剂中沉淀，离心洗涤后，真空干燥得到棕褐色固体。
[0008]优选的，所述步骤(1)中，环氧氯丙烷的用量相较于衣康酸的用量是过量的，两者的物质的量的比在2：1～20：1之间；
[0009]优选的，所述步骤(1)中，相转移催化剂选用苄基三乙基氯化铵、四丁基氯化铵或四丁基溴化铵；
[0010]优选的，步骤(1)中，所述氮气保护下的加热温度控制在80～120℃，
[0011]优选的，步骤(1)中，所述NaOH溶液在5～50wt％之间，
[0012]优选的，步骤(1)中，所述特定温度在50～80℃之间。
[0013]优选的，所述步骤(2)中，康酸环氧树脂与4
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氨基偶氮苯的摩尔比在1.05：1～0.95：1之间；
[0014]优选的，所述步骤(2)中，所述分梯度加热反应为50～60℃时反应1～2h，80～100℃时反应2～4h，升温至110～120℃后继续反应24～36h；
[0015]优选的，步骤(2)中，所述的混合溶剂为甲醇或乙醇与水的混合溶剂。
[0016]另一方面，本专利技术还提供上述制备方法制备得到的含偶氮结构生物基环氧树脂。
[0017]再一方面，本专利技术提供上述制备方法制备得到的含偶氮结构生物基环氧树脂在体育用品纺织的涂覆方面的应用。其应用过程将树脂稀释后通过喷涂的方式覆盖在基材上，包括织物、玻璃、金属、高分子材料表面等。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019]本专利技术提出了一种含偶氮结构生物基环氧树脂及其制备方法和应用，通过生物基原料衣康酸与环氧氯丙烷反应得到衣康酸环氧树脂，衣康酸环氧树脂与4
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氨基偶氮苯反应，得到到本专利技术的含偶氮结构生物基环氧树脂。本专利技术将生物基原料衣康酸与环氧基结合，再引入偶氮苯结构，得到的环氧树脂中由于存在偶氮结构，对光、酸碱刺激响应响应性好，同时由于合成原料中存在生物基原料衣康酸，可生物降解。我们对此树脂进行了光相应、酸碱相应的具体应用，有较好的实际应用效果，可用于体育用品纺织的涂覆，具有较好的应用前景。
[0020]本专利技术将具有光响应性的偶氮苯基与具有优异综合性能的生物基环氧树脂进行合成得到含偶氮结构生物基环氧树脂，通过对现有制备方法进行改进，采用相转移催化体系，对后处理进行改进，得到了高纯度的含偶氮结构生物基环氧树脂；并且提高了含偶氮结构生物基环氧树脂的产率。经分析，聚合物具有出色的光响应性、酸碱刺激响应性，大大提高了环氧树脂的使用范围，在体育用品纺织的涂覆方面具有较好的应用前景。
附图说明
[0021]图1为实施例1制备的衣康酸环氧树脂聚合物的分子量分布图；
[0022]图2为实施例1制备的衣康酸环氧树脂和含偶氮结构生物基环氧树脂织物涂覆扫描电镜图；
[0023]图3为实施例1涂覆在织物表面含偶氮结构生物基环氧树脂的图片；
[0024]图4为实施例1涂覆在织物表面含偶氮结构生物基环氧树脂中局部刺激显色的图片。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0026]实施例及对比例中所用试剂及材料，如无特殊说明，均可经过商业途径得到。
[0027]本专利技术提供一种含偶氮结构生物基环氧树脂及其制备方法和应用，具体实施例如下。
[0028]实施例1
[0029]一种含偶氮结构生物基环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0030]将衣康酸(10g，0.07686mol)、环氧氯丙烷(71.1g，0.7686g)和四丁基溴化铵(0.3g，0.93mmol)混合加入到三口烧瓶内，四丁基溴化铵作为相转移催化剂，室温下(25℃)充分搅拌10min；氮气保护下(缓慢升温)于105℃加热0.5h；然后冷却至50℃、缓慢稳速滴加16g NaOH(50wt％)(换算0.2mol)。滴加完成后，50℃下继续反应3h，水洗5次；旋蒸除去水和未反应的环氧氯丙烷，产率90％，其分子量分布图见图1。
[0031]将衣康酸环氧树脂(2.3018g，0.005mol)与对氨基偶氮苯(1.0g，0.005mol)混合加
入单口烧瓶内，油浴搅拌加热，60℃时反应1.5h，80℃时反应2h，升温至105℃后继续反应36h。反应结束后加入四氢呋喃超声辅助溶解聚合物，将所得溶液在甲醇与水(体积比为2：1)的混合溶剂中沉淀，离心洗涤后于90℃真空干燥得到棕褐色固体，产率85％。
[0032]将树脂溶解在4wt％的四氢呋喃里，喷涂到织物表面，使用掩膜板进行选区酸蒸汽刺激，得到目标图案。见图3和图4，其中图4为利用酸蒸汽刺激后的显色图片，其表面形貌见图2，喷涂的环氧树脂均匀覆盖在织物表面，且不影响织物的纹理特征。
[0033]实施例2
[0034]一种含偶氮结构生物基环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0035]将衣康酸(10g，0.07686mol)、环氧氯丙烷(71.1g，0.7686g)和苄基三乙基氯化铵(0.227g，1mmol)混合加入到三口烧瓶内，苄基三乙基氯化铵作为相转移催化剂，室温下(25℃)充分搅拌20min；氮气保护下(缓慢升温)于105℃加热0.5h；然后冷却至50℃、缓慢稳速滴加16g NaOH(50wt％)(换算0.2mol)。滴加完成后，50℃下继续反应3h，水洗5次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含偶氮结构生物基环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)衣康酸环氧树脂的合成：将衣康酸、环氧氯丙烷、催化剂混合加入到三口烧瓶内，室温下充分搅拌，氮气保护下于加热；然后冷却、滴加NaOH溶液；滴加完成后，维持特定温度继续反应，结束后水洗；减压蒸馏除去水和未反应的环氧氯丙烷，得到衣康酸环氧树脂；(2)侧链型聚合物的合成：将衣康酸环氧树脂与4
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氨基偶氮苯混合加入单口烧瓶内，油浴搅拌分梯度加热反应，反应结束后加入四氢呋喃超声辅助溶解聚合物，将所得溶液在混合溶剂中沉淀，离心洗涤后，真空干燥得到棕褐色固体。2.根据权利要求1所述的含偶氮结构生物基环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，环氧氯丙烷与衣康酸的物质的量的比为2：1～20：1；所述催化剂为苄基三乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵其中的一种或几种。3.根据权利要求2所述的含偶氮结构生物基环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述氮气保护下的加热温度为80～120℃，所述NaOH溶液浓度为5～50wt％，与单体和催化剂的总用量的摩尔比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐培明，张瑞林，王先亮，高岩，毛敏，张润宇，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：