含碳酸酯的环氧树脂、其制备方法、其制备的环氧固化物及降解环氧固化物的方法技术

本发明专利技术提供一种含碳酸酯的环氧树脂、其制备方法、其制备的环氧固化物及降解环氧固化物的方法。所述含碳酸酯的环氧树脂，其具有如式(I)或式(II)所示的结构，式(I)及式(II)中各符号如说明书中所定义者。借此，利用碳酸酯基与环氧基进行反应以制备出含碳酸酯的环氧树脂，且其与硬化剂制得的环氧固化物具有良好的热性质与机械性质并具有可降解性。性质与机械性质并具有可降解性。性质与机械性质并具有可降解性。

【技术实现步骤摘要】
含碳酸酯的环氧树脂、其制备方法、其制备的环氧固化物及降解环氧固化物的方法


[0001]本专利技术是关于一种环氧树脂、其制备方法、其制备的环氧固化物及降解环氧固化物的方法，尤其是关于一种含碳酸酯的环氧树脂、其制备方法、其制备的环氧固化物及降解环氧固化物的方法。

技术介绍

[0002]目前市售的环氧树脂以双酚A型双官能及酚醛型(novolac)多官能为主，在合成上以酚基与环氧氯丙烷反应形成环氧基，其中多官能型因以酚醛树脂为基底，在酚醛制备上须使用甲醛，除具有环保议题外，此法亦不利于高分子量的多官能环氧制备。环氧树脂具有的独特三元环结构，可进行多种开环反应，亦可通过触媒催化进行自身固化，但因其链成长较为困难，导致最终均聚固化物有性能不佳的缺点，故环氧树脂大多需要搭配环氧树脂硬化剂进行共聚反应，提高固化后的交联度，而以现今市售商品来说，固化后的固化物虽具有良好的物性，却也因为其交联结构的生成导致产品不易回收，导致该类废弃物议题逐日升温。
[0003]一般而言，热固性材料具有优异的热稳定性、化学稳定性及高密度的共价键交联网络结构，不容易被溶解及分解回收再利用，而若是交联网络中存在不稳定的键结，则能使固化物具有被降解的潜力存在。近年来，部分研究指出酯基(ester group)具有可化学分解性，并逐步应用在PET回收中，因此如能将类似概念导入环氧树脂中，可望有机会提升废弃物降解性，达到可化学回收的目的。
[0004]然而，酯基的制备主要由羧酸类化合物与酚类或醇类化合物反应生成，难以在制备过程中保留多官能的醇基或酚基进行环氧化，因此在制备衍生环氧树脂工艺上受到限制，导致目前为止并无相关产品。
[0005]有鉴于此，如何合成出含有碳酸酯基的环氧树脂，且其所制备的固化物具有可化学降解性，遂成相关业者努力的目标。

技术实现思路

[0006]本专利技术的一目的在于提供一种含碳酸酯的环氧树脂及其制备方法，其是将聚碳酸酯或碳酸酯化合物与环氧官能基的分子在触媒催化下得到结构中含有碳酸酯基团的双官能或多官能环氧树脂，此环氧树脂可直接使用或得以进行后续的反应。
[0007]本专利技术的另一目的在于提供一种环氧固化物以及降解环氧固化物的方法，其是将含碳酸酯的环氧树脂进行固化反应制备出环氧固化物，且此环氧固化物可进行降解，使产品能够回收再利用，减轻环境负担。
[0008]本专利技术的一实施方式提供一种含碳酸酯的环氧树脂，其具有如式(I)或式(II)所示的结构：
[0009][0010][0011]其中，R1、R2、R7及R8是各自独立为氢原子、碳数1至6的烷基、烯丙基、碳数1至6的烷氧基、碳数6至12的芳香基或卤素原子，a及b是各自独立为0至4的整数，e及f是各自独立为0至5的整数。X为单键、碳数1至12的烷基、碳数3至12的环烷基、氧原子、硫原子、磺酰基、亚硫酰基、酰基、碳数6至12的芳香基、芴基、式(i)或式(ii)所示的结构：
[0012][0013][0014]其中，X1为氢原子、碳数1至6的烷基或碳数6至12的芳香基。Y为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、异氰脲酸酯、式(iii)、式(iv)或式(v)所示的结构：
[0015][0016]其中，R3及R4是各自独立为氢原子、碳数1至6的烷基、烯丙基、碳数1至6的烷氧基、碳数6至12的芳香基或卤素原子，R5为氢原子、碳数1至6的烷基、烯丙基、碳数1至6的烷氧基，R6为亚甲基、碳数5至12的烷基或碳数5至12的环烷基，c及d是各自独立为0至4的整数。Z为单键、碳数1至12的烷基、碳数3至12的环烷基、氧原子、硫原子、磺酰基、亚硫酰基、酰基、碳数6至12的芳香基、芴基、式(i)或式(ii)所示的结构。n为聚合度，且1≤n≤500，p为1至11的整数，q为0至20的整数以及r为1至15的整数。
[0017]本专利技术的另一实施方式提供一种含碳酸酯的环氧树脂的制备方法，包含提供含芳香族碳酸酯基的结构、提供含环氧基的结构以及进行催化步骤。含芳香族碳酸酯基的结构
具有如式(A1)或如式(A2)所示的结构：
[0018][0019]含环氧基的结构具有如式(B)所示的结构：
[0020][0021]催化步骤是将含芳香族碳酸酯基的结构与含环氧基的结构混合后，在触媒催化下得到含碳酸酯的环氧树脂，其具有如式(I)或式(II)所示的结构：
[0022][0023]其中，R1、R2、R7及R8是各自独立为氢原子、碳数1至6的烷基、烯丙基、碳数1至6的烷氧基、碳数6至12的芳香基或卤素原子，a及b是各自独立为0至4的整数，e及f是各自独立为0至5的整数。X为单键、碳数1至12的烷基、碳数3至12的环烷基、氧原子、硫原子、磺酰基、亚硫酰基、酰基、碳数6至12的芳香基、芴基、式(i)或式(ii)所示的结构：
[0024][0025]其中，X1为氢原子、碳数1至6的烷基或碳数6至12的芳香基。Y为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、异氰脲酸酯、式(iii)、式(iv)或式(v)所示的结构：
[0026][0027]其中，R3及R4是各自独立为氢原子、碳数1至6的烷基、烯丙基、碳数1至6的烷氧基、碳数6至12的芳香基或卤素原子，R5为氢原子、碳数1至6的烷基、烯丙基、碳数1至6的烷氧基，R6为亚甲基、碳数5至12的烷基或碳数5至12的环烷基，c及d是各自独立为0至4的整数。Z为单键、碳数1至12的烷基、碳数3至12的环烷基、氧原子、硫原子、磺酰基、亚硫酰基、酰基、碳数6至12的芳香基、芴基、式(i)或式(ii)所示的结构。n为聚合度，且1≤n≤500，m为2至12的整数，p为1至11的整数，q为0至20的整数以及r为1至15的整数。
[0028]依据前段所述的含碳酸酯的环氧树脂的制备方法，其中触媒可为选自由4
‑
二甲基氨基吡啶、咪唑、吡啶、2
‑
甲基咪唑、3
‑
甲基咪唑、2
‑
乙基
‑4‑
甲基咪唑所组成的群组。
[0029]依据前段所述的含碳酸酯的环氧树脂的制备方法，其中触媒的添加量可为含环氧基的结构含量的0.1重量百分比至5重量百分比。
[0030]依据前段所述的含碳酸酯的环氧树脂的制备方法，其中含环氧基的结构的环氧基与含芳香族碳酸酯基的结构的碳酸酯基的当量比值可为1.3至10.0。
[0031]本专利技术的又一实施方式提供一种环氧固化物，其是通过前述含碳酸酯的环氧树脂进行固化反应而得。
[0032]依据前段所述的环氧固化物，其中固化反应是混合含碳酸酯的环氧树脂以及硬化剂并加热而完成。
[0033]依据前段所述的环氧固化物，其中硬化剂可为酚醛树脂、胺类化合物、活性酯化合物、羧酸化合物、氰酸酯化合物、异氰酸酯化合物、酸酐化合物、苯并恶嗪、聚碳酸酯或其混合。
[0034]依据前段所述的环氧固化物，其中固化反应的固化温度可为180℃至240℃。
[0035]本专利技术的再一实施方式提供一种降解环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含碳酸酯的环氧树脂，其特征在于，具有如式(I)或式(II)所示的结构：其中，R1、R2、R7及R8是各自独立为氢原子、碳数1至6的烷基、烯丙基、碳数1至6的烷氧基、碳数6至12的芳香基或卤素原子，a及b是各自独立为0至4的整数，e及f是各自独立为0至5的整数；其中，X为单键、碳数1至12的烷基、碳数3至12的环烷基、氧原子、硫原子、磺酰基、亚硫酰基、酰基、碳数6至12的芳香基、芴基、式(i)或式(ii)所示的结构：其中，X1为氢原子、碳数1至6的烷基或碳数6至12的芳香基；其中，Y为碳数1至12的烷基、碳数1至12的烷氧基、异氰脲酸酯、式(iii)、式(iv)或式(v)所示的结构：(v)所示的结构：其中，R3及R4是各自独立为氢原子、碳数1至6的烷基、烯丙基、碳数1至6的烷氧基、碳数6至12的芳香基或卤素原子，R5为氢原子、碳数1至6的烷基、烯丙基、碳数1至6的烷氧基，R6为亚甲基、碳数5至12的烷基或碳数5至12的环烷基，c及d是各自独立为0至4的整数；其中，Z为单键、碳数1至12的烷基、碳数3至12的环烷基、氧原子、硫原子、磺酰基、亚硫酰基、酰基、碳数6至12的芳香基、芴基、式(i)或式(ii)所示的该结构；以及其中，n为聚合度，且1≤n≤500，p为1至11的整数，q为0至20的整数以及r为1至15的整数。2.一种含碳酸酯的环氧树脂的制备方法，其特征在于，包含：
提供含芳香族碳酸酯基的结构，其具有如式(A1)或如式(A2)所示的结构：提供含环氧基的结构，其具有如式(B)所示的结构：其具有如式(B)所示的结构：以及进行催化步骤，其是将该含芳香族碳酸酯基的结构与该含环氧基的结构混合后，在触媒催化下得到含碳酸酯的环氧树脂，其具有如式(I)或式(II)所示的结构：其中，R1、R2、R7及R8是各自独立为氢原子、碳数1至6的烷基、烯丙基、碳数1至6的烷氧基、碳数6至12的芳香基或卤素原子，a及b是各自独立为0至4的整数，e及f是各自独立为0至5的整数；其中，X为单键、碳数1至12的烷基、碳数3至12的环烷基、氧原子、硫原子、磺酰基、亚硫酰基、酰基、碳数6至12的芳香基、芴基、式(i)或式(ii)所示的结构：其中，X1为氢原子、碳数1至6的烷基或碳数6至12的芳...

【专利技术属性】
技术研发人员：林庆炫，叶任俞，陈怡君，汪孟纬，陈文章，
申请(专利权)人：上纬创新育成股份有限公司，
类型：发明
国别省市：