本发明专利技术提供一种含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体及其制备方法和应用，所述制备方法首先将3‑环乙烯‑1‑甲醇、1,4‑环乙烷二甲醇二乙烯醚和二氯甲烷进行反应，去除副产物后得到环氧单体前驱体，然后将得到的环氧单体前驱体进行环氧化反应，即可得到含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体；所述制备方法整体条件温和，且制备得到脂环族环氧单体具有可逆解聚的缩醛动态共价键，进而在酸性条件下可实现快速降解，搭配固化剂制成的环氧树脂为可降解型脂环族环氧树脂，且具有良好的热稳定性和力学性能，既可应用于制备风机叶片，亦可应用于封装材料以及模具制造等方面。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环氧树脂，具体涉及一种含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近年来，随着玻璃纤维风机叶片市场化的不断推进及增长，风机叶片的原材料的需求及其价格在不断增加，回收再利用玻璃纤维、环氧树脂的工业化需求逐渐增加，但是应用于风机叶片中的环氧树脂为三维交联网络结构的热固性材料，具有不可降解性、不溶性、难熔性等特征，进而在回收玻璃纤维的过程中，回收环氧树脂成为了主要的难点之一。因此，制备可降解、易回收的环氧树脂是实现回收玻璃纤维风机叶片的一种有效途径。
2、现代工业制备风机叶片环氧树脂需考虑高热固性、高热塑性、耐腐蚀性等多个方面，目前用于可再生、易回收的环氧树脂材料多数采用生物基底材料，在制备过程中使用的为生物质原料，具有低毒性、低挥发性、对生态环境友好的特性。
3、cn110172229a公开了一种固化改性木质素环氧树脂/碳纤维增强复合材料及其制备方法和应用，所述固化改性木质素环氧树脂/碳纤维增强复合材料是通过木质素环氧树脂和碳纤维材料交联固化得到，所述酸酐固化剂包含硅氧烷链段连接的酸酐。由该固化剂固化的木质素环氧树脂/碳纤维增强复合材料具有优异的综合力学性能，在不影响复合材料其它力学性能的同时，材料的韧性极大增强，冲击强度得到了明显改善，适用范围和使用寿命得到了提升，非常适合工业生产和商业推广。
4、但是，因受纤维素的物理性能限制导致合成树脂力学性能差，通过改性纤维素的化学法制备环氧树脂的制备过程十分漫长，经济效益差，造成工业化利用及推广无法实现。
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p>5、因此，开发一种具有可逆解聚的缩醛动态共价键的脂环族环氧单体的制备方法，是本领域急需解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体及其制备方法和应用，所述制备方法反应条件温和，耗时短，且制备得到的脂环族环氧单体具有可逆解聚的缩醛动态共价键，进而可在酸性条件下实现快速降解，搭配固化剂制成的环氧树脂为可降解型脂环族环氧树脂，且具有良好的热稳定性和力学性能，适合用于制备风机叶片。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
4、(1)将3-环乙烯-1-甲醇、1,4-环乙烷二甲醇二乙烯醚和二氯甲烷进行反应，去除副产物，得到环氧单体前驱体(ch-cv)；
5、(2)将步骤(1)得到的环氧单体前驱体进行环氧化反应，得到所述含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体(cvp)。
6、本专利技术提供的含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体的制备方法，首先将3-环乙烯-1-甲醇、1,4-环乙烷二甲醇二乙烯醚和二氯甲烷进行反应，上述反应示例性地可以在烧瓶中进行，反应过程可以加入搅拌转子使反应液充分接触，反应结束后可以将烧瓶放入旋转蒸发仪中去除产物中的副产物(二氯化氰)，得到透明液体产物，即为环氧单体前驱体(ch-cv)，然后将环氧单体前驱体进行环氧化反应，即可得到所述含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体(cvp)；
7、本专利技术提供的上述制备方法反应条件温和，耗时短，成功合成得到了含有缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体(cvp)，所述cvp搭配固化剂制成的环氧树脂为可降解型脂环族环氧树脂，且具有良好的热稳定性和力学性能，既可应用于制备风机叶片，亦可应用于封装材料以及模具制造等方面。
8、优选地，步骤(1)所述3-环乙烯-1-甲醇、1,4-环乙烷二甲醇二乙烯醚和二氯甲烷的摩尔比为1:(0.25～0.75):(0.5～1.5)，例如1:0.3:0.4、1:0.5:1或1:0.6:0.8等。
9、优选地，步骤(1)所述反应的温度为常温。
10、优选地，步骤(1)所述反应的时间为6～14h，例如8h、9h、10h、10.5h、11h、11.5h、12h、12.5h、13h或13.5h等。
11、优选地，步骤(1)所述去除副产物的方法为旋转蒸发法。
12、优选地，步骤(2)所述环氧化反应具体包括如下步骤：
13、(2a)将环氧单体前驱体、二氯甲烷、丙酮、pms缓冲液和王冠醚进行混合，加入双过硫酸钾、乙二胺四乙酸和氢氧化钾进行反应，得到初产物；
14、(2b)对步骤(2a)得到的初产物进行萃取，去除杂质，得到所述含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体(cvp)。
15、作为本专利技术的优选技术方案，本专利技术提供的制备方法进一步限定了环氧单体前驱体进行环氧化反应的具体步骤，首先将环氧单体前驱体(ch-cv)、二氯甲烷、丙酮、pms缓冲液和王冠醚进行混合，然后向混合液中加入双过硫酸钾、乙二胺四乙酸和氢氧化钾进行反应，上述混合和反应的过程示例性地可以在三颈圆底烧瓶中进行，且可以在冰水浴中进行，便于控制反应过程中一直处理低温状态，反应结束后得到的含有初产物的混合溶液；然后向混合溶液中加入萃取物质进行有机相的萃取，最后即可得到含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体。
16、优选地，步骤(2a)所述反应的温度不高于0℃，例如-1℃、-2℃、-3℃、-4℃或-5℃等。
17、优选地，步骤(2a)所述反应在冰水浴的条件下进行。
18、优选地，步骤(2b)所述萃取采用二氯甲烷进行。
19、优选地，步骤(2b)所述萃取有机相结束后还包洗涤和干燥的步骤。
20、其中，所述洗涤包括用去离子水进行洗涤，所述干燥包括加入mgso4进行干燥。
21、优选地，步骤(2b)所述去除杂质的方法为旋转蒸发法。
22、优选地，所述含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体的制备方法包括如下步骤：
23、(1)将摩尔比为1:(0.25～0.75):(0.5～1.5)的3-环乙烯-1-甲醇、1,4-环乙烷二甲醇二乙烯醚和二氯甲烷在常温下反应6～14h，采用旋转蒸发法去除副产物，得到环氧单体前驱体；
24、(2a)将环氧单体前驱体、二氯甲烷、丙酮、pms缓冲液和王冠醚在冰水浴的条件下进行混合，加入双过硫酸钾、乙二胺四乙酸和氢氧化钾在冰水浴的条件下进行反应，得到初产物；
25、(2b)采用对步骤(2a)得到的初产物的有机相进行萃取，经洗涤和干燥，采用旋转蒸发法去除杂质，得到所述含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体。
26、第二方面，本专利技术提供一种含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体，所述脂环族环氧单体采用如第一方面所述的制备方法制备得到。
27、第三方面，本专利技术提供一种脂环族环氧树脂，所述脂环族环氧树脂的制备原料包括第二方面所述的脂环族环氧单体、固化剂和固化促进剂。
28、优选地，所述固化剂包括甲基六氢邻苯二甲酸酐(mehhppa)。
29、优选地，所述环氧树脂单体和固化剂的质量比为1:(0.5～2)，例如1:0.本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述3-环乙烯-1-甲醇、1,4-环乙烷二甲醇二乙烯醚和二氯甲烷的摩尔比为1:(0.25～0.75):(0.5～1.5)。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述反应的温度为常温；
4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述环氧化反应具体包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2A)所述反应在的温度不高于0℃；
6.一种含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体，其特征在于，所述脂环族环氧单体采用如权利要求1～5任一项所述的制备方法制备得到。
7.一种脂环族环氧树脂，其特征在于，所述脂环族环氧树脂的制备原料包括如权利要求6所述的脂环族环氧单体、固化剂和固化促进剂；
8.一种如权利要求7所述脂环族环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将如权利要求6所述的脂环族环氧单体、固化剂和固化促进剂进行混合，加热固化，得到所述脂环族环氧树脂。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述加热固化的温度为120～180℃；
10.一种如权利要求6所述的脂环族环氧单体或如权利要求7所述的脂环族环氧树脂在制备风机叶片中的应用。
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【技术特征摘要】
1.一种含缩醛基动态共价键的脂环族环氧单体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述3-环乙烯-1-甲醇、1,4-环乙烷二甲醇二乙烯醚和二氯甲烷的摩尔比为1:(0.25～0.75):(0.5～1.5)。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述反应的温度为常温；
4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述环氧化反应具体包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2a)所述反应在的温度不高于0℃；
6.一种含缩醛基动态共价键的脂...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚勇，刘国军，骆文波，吴志超，刘钰淇，韩京昆，
申请(专利权)人：广东能源集团科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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