本发明专利技术属于酚氧树脂工艺技术领域，公开了一种生物基酚氧树脂及其制备方法与应用。生物基酚氧树脂的制备过程为：将生物基环氧预聚物、生物基扩链剂和溶剂加热至120～250℃，溶解后加入催化剂，在氮气保护下反应1～24h，降温至40～60℃出料，经水洗、过滤、真空干燥后，可得白色粉状或片状生物基酚氧树脂。得到的生物基酚氧树脂具有良好的机械强度、韧性、刚性及热稳定性，与传统石油基酚氧树脂的性能相似，甚至在拉伸强度上有所提高，且与石油基环氧树脂有良好的相容性，同时其具有优异的生物可降解性和一定的生物相容性，可应用于生物工程、医疗领域、食品或药品包装领域、电子计算机领域、胶黏剂领域以及金属防腐领域。胶黏剂领域以及金属防腐领域。
【技术实现步骤摘要】
一种生物基酚氧树脂及其制备方法与应用
[0001]本专利技术涉及酚氧树脂工艺
，尤其涉及一种生物基酚氧树脂及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]酚氧树脂，又称为苯氧树脂，是一种结构与环氧树脂高度相似的线性热塑性树脂。其环氧基团含量低而羟基含量高，为树脂提供与金属等基材之间强大的粘附力，而产生优异的附着力。同时，由于酚氧树脂结构中的苯环及醚键，使酚氧树脂表现出优异的机械强度、韧性、刚性以及较低的模具收缩率。
[0003]国内外研究人员对于酚氧树脂制备的研究也有相应的报道。专利CN105985519B公开了一种酚氧树脂的制备方法，通过双酚A和双酚A型环氧树脂反应制备了一种高分子量酚氧树脂，其玻璃化转变温度为88℃，拉伸强度为66MPa。ShihW C，Ma C C M报道了采用芳香族二羟基化合物和双酚A型环氧树脂制备酚氧树脂的方法(Journal ofapplied polymer science,1999,73(12):2369
‑
2376.)。
[0004]目前，酚氧树脂存在软化点较低以及拉伸强度有待提高的问题，这大大限制了酚氧树脂的应用。同时，双酚A的使用不仅对人体健康造成了威胁，而且随着环境问题的日益增加和石油原料的迅速消耗，石油化合物虽然来源广泛，供应稳定，但由于其不具备可持续发展性，人们开始寻找天然生物材料作为石油化合物的可再生替代品进行探索。生物基材料是一类新型材料，主要是通过对植物、菌类等天然物质中提取的可再生物质进行物理、化学等改性而得到的。随着研究的深入，人们从腰果壳液(CNSL)、木质素、单宁、棕榈油和椰子壳焦油(CST)中发现了大量天然存在的芳香族化合物和脂肪族化合物。可再生资源一般需要经过结构改造后才能用于涂料用树脂的制备。
[0005]生物基材料在世界上的资源丰富、来源广泛、廉价易得，通过对生物基材料进行化学改性可以设计保留可降解的生物基结构，同时利用生物基材料的反应位点进行反应引入新的功能性官能团，如：环氧基团、碳碳双键等，从而可以制备得到生物基多元环氧、生物基多元烯烃以及其他生物基改性产物，这对于可再生资源应用领域的拓展起到十分重要的意义。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种生物基酚氧树脂及其制备方法与应用，以解决现有技术中存在的问题。
[0007]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种生物基酚氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0009](1)将生物基单体A、二氯甲烷、催化剂的二氯甲烷溶液混合，加热得到生物基环氧预聚物；
[0010]或，将生物基单体B、环氧氯丙烷、催化剂混合进行反应，反应结束后，再加入氢氧
化钠溶液反应，得到生物基环氧预聚物；
[0011](2)将生物基环氧预聚物、扩链剂、溶剂混合，升温后加入催化剂，反应得到生物基酚氧树脂。
[0012]优选的，在上述一种生物基酚氧树脂的制备方法中，所述步骤(1)中生物基单体A的碳碳双键的官能度≥2，所述步骤(1)中生物基单体B的羟基和/或羧基的官能度≥2；所述步骤(1)中生物基单体A为双丁香酚、厚朴酚、菜籽油、亚麻籽油中的一种或多种；所述步骤(1)中生物基单体B为异山梨醇、水杨酸、强心酚、对羟基苯甲酸、双香兰素、和厚朴酚、奎宁酸、蓖麻油中的一种或几种。
[0013]优选的，在上述一种生物基酚氧树脂的制备方法中，所述步骤(1)与步骤(2)中催化剂独立的为间氯过氧苯甲酸、叔胺类、咪唑化合物、季铵盐类、膦化物或碱金属；所述步骤(2)中扩链剂为羟基和/或羧基官能度≥2的生物基单体、石油基双酚化合物、二元酸中的一种或多种；所述步骤(2)中溶剂为四氢呋喃、醇类化合物、醚类化合物、酮类化合物、酯类化合物、芳香烃化合物中的一种或多种。
[0014]优选的，在上述一种生物基酚氧树脂的制备方法中，
[0015]所述步骤(1)中加热的温度为40～60℃，所述步骤(1)中加热的时间为12～24h；所述步骤(1)中反应的温度为80～100℃，所述步骤(1)中反应的时间为2～8h；所述步骤(1)中加入氢氧化钠溶液反应的温度为20～25℃，所述步骤(1)中加入氢氧化钠溶液反应的时间为1～24h；
[0016]所述步骤(2)中反应的温度为120～250℃；所述步骤(2)中反应的时间为1～24h。
[0017]优选的，在上述一种生物基酚氧树脂的制备方法中，所述步骤(1)中生物基单体A、二氯甲烷、催化剂的二氯甲烷溶液的质量体积比为15～30g：50～150mL：60～100mL，所述催化剂的二氯甲烷溶液的浓度为1～3mol/L；所述步骤(1)中生物基单体B、环氧氯丙烷、催化剂、氢氧化钠溶液的质量体积比为10～30g：60～150g：2～5g：50～150mL；所述步骤(2)中生物基环氧预聚物、扩链剂、溶剂、催化剂的质量比为25～50g：8～30g：35～80g：0.01～0.2g。
[0018]本专利技术还提供了一种由上述生物基酚氧树脂的制备方法制备得到的生物基酚氧树脂。
[0019]本专利技术还提供了一种生物基酚氧树脂作为热塑性树脂的应用。
[0020]本专利技术还提供了一种生物基酚氧树脂在双组分涂料中的应用。
[0021]本专利技术还提供了一种生物基酚氧树脂在环氧树脂中的应用。
[0022]本专利技术还提供了一种生物基酚氧树脂作为增韧树脂的应用。
[0023]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0024](1)本专利技术所使用的生物基单体为可再生材料，易于获取，制备所得的生物基酚氧树脂具有高分子量，优异的机械强度、韧性、刚性以及热稳定性，与金属等基材具有强大的附着力，同时其模具收缩率较低，同时表现出与传统石油基酚氧树脂相近的性能，并在拉伸强度上有所提升。由于其优异的生物可降解性以及一定的生物相容性，也大大拓宽了生物基酚氧树脂的应用领域。
[0025](2)本专利技术制备所得的生物基酚氧树脂的分子量为20000～45000g/mol、生物基碳含量为70～100％、环氧当量为10000～22000g/eq、羟基当量为250～370g/eq；本专利技术在制备生物基环氧预聚物过程中加入氢氧化钠进行反应的时间若为3h以上，存在较多副反应的
倾向；本专利技术在制备生物基酚氧树脂的步骤中如果反应温度为140℃以上，可以加快反应速率，如果反应温度为180℃以下，则可以有效抑制副反应的发生；为了得到合适的生物基酚氧树脂，反应时间可通过测试酚氧树脂的分子量适当进行选择。
[0026](3)本专利技术制备所得生物基酚氧树脂是一种可以不用固化剂而单独使用的热塑性树脂，通过溶剂铸造法可以制备出酚氧涂层，可以应用于卷材、易拉罐、磁卡涂层领域以及光学器件基板领域，如彩色滤光片基板、触摸屏面板基板和太阳能电池基板。同时，由于生物基酚氧树脂中具有多元醇结构，赋予了其优异的气体阻隔性能，可以较好地应用于食品或药品包装领域。
[0027](4)本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种生物基酚氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将生物基单体A、二氯甲烷、催化剂的二氯甲烷溶液混合，加热得到生物基环氧预聚物；或，将生物基单体B、环氧氯丙烷、催化剂混合进行反应，反应结束后，再加入氢氧化钠溶液反应，得到生物基环氧预聚物；(2)将生物基环氧预聚物、扩链剂、溶剂混合，升温后加入催化剂，反应得到生物基酚氧树脂。2.根据权利要求1所述的生物基酚氧树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中生物基单体A的碳碳双键的官能度≥2，所述步骤(1)中生物基单体B的羟基和/或羧基的官能度≥2；所述步骤(1)中生物基单体A为双丁香酚、厚朴酚、菜籽油、亚麻籽油中的一种或多种；所述步骤(1)中生物基单体B为异山梨醇、水杨酸、强心酚、对羟基苯甲酸、双香兰素、和厚朴酚、奎宁酸、蓖麻油中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的生物基酚氧树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)与步骤(2)中催化剂独立的为间氯过氧苯甲酸、叔胺类、咪唑化合物、季铵盐类、膦化物或碱金属；所述步骤(2)中扩链剂为羟基和/或羧基官能度≥2的生物基单体、石油基双酚化合物、二元酸中的一种或多种；所述步骤(2)中溶剂为四氢呋喃、醇类化合物、醚类化合物、酮类化合物、酯类化合物、芳香烃化合物中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的生物基酚氧树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤(...
【专利技术属性】
技术研发人员：付长清，赵泳珊，申亮，王佳胜，
申请(专利权)人：江西科技师范大学，
类型：发明
国别省市：
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