【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环氧树脂，尤其是涉及一种高性能可降解回收环氧树脂制备及降解回收方法。
技术介绍
1、环氧树脂(epoxy resin，ep)是一种三维交联的高分子材料，具有优异的粘接强度、热学稳定性、机械性能、耐候性以及电绝缘性能，广泛应用在复合绝缘材料、电子元件封装、干式电抗器和干式变压器等电气应用领域中。目前市面上超过90％的环氧树脂为双酚a二缩水甘油醚(dgeba)，是一种石油基化合物，其在消耗大量石化资源的同时也造成了较大的碳排放和环境污染。随着全球能源危机的加剧和环境的日益恶化，以环境友好、可再生资源为原料研制出可替代或部分替代dgeba的生物基环氧树脂成为实现环氧电工装备环保化的重要途径之一
2、生物基环氧树脂是以可再生资源为原料通过环氧化手段制备的热固性环氧树脂，目前国内外研究人员针对松香、香草醛、衣康酸、异山梨醇等生物基环氧树脂的合成与应用进行了广泛研究。制备的部分生物基环氧树脂在热力绝缘性能等方面可与传统的双酚a型环氧树脂相媲美，然而环氧树脂固化后形成的三维交联网络具有不溶、不熔的特性，无法实现高效降解和回收利用，造成退役装备资源浪费现象，对生态环境造成严重的污染。
3、香草醛，又名香兰素，化学名称为3-甲氧基-4-羟基苯甲醛，是从芸香科植物香荚兰豆中提取的一种有机化合物，为一种重要的广谱型高档香料，是截至2019年全球产量最大的香料之一，是目前全球使用最多的食品赋香剂之一，有“食品香料之王”的美誉。香草醛为白色至微黄色结晶或结晶状粉末，微甜，溶于热水、甘油和酒精，在冷水及植物油中不易溶解
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高性能可降解回收环氧树脂制备及降解回收方法，以提供一种材料来源广泛、性能可与传统双酚a型环氧树脂媲美，但可降解、回收利用的生物基环氧树脂，以减少资源浪费和传统环氧树脂带来的环境污染问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种高性能可降解回收环氧树脂制备及降解回收方法，一种高性能可降解回收环氧树脂，由以下原料制备而成：
3、对氨基苯酚、香草醛、环氧氯丙烷、双酚a型环氧树脂、固化剂、催化剂、四丁基溴化铵、氢氧化钠溶液。
4、优选的，所述催化剂为1-(2-氰基乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑，固化剂为2-甲基六氢苯酐，双酚a型环氧树脂为e-51型双酚a环氧树脂，氢氧化钠溶液的质量份数为20％。
5、优选的，对氨基苯酚：香草醛：环氧氯丙烷的摩尔比为1:1:10。
6、一种如上所述的高性能可降解回收环氧树脂的制备方法，步骤如下：
7、s1、将香草醛和对氨基苯酚分别溶于去离子水和无水乙醇中，然后倒入配有冷凝装置的圆底烧瓶中，一定条件下反应，然后真空抽滤，结束后用无水乙醇洗涤三次，干燥得到的纯化产物黄色粉末为香草醛基二酚单体；反应式为：
8、
9、s2、将带有冷凝回流和磁力搅拌装置的圆底烧瓶置于油浴锅中，然后向圆底烧瓶中加入步骤s1得到的香草醛基二酚单体和环氧氯丙烷，开启搅拌，待各组分溶解后加入四丁基溴化铵，然后将体系升至一定温度，保持一定时间；
10、s3、向反应体系中缓慢滴加质量份数为20％的氢氧化钠，使反应体系降温，降至所需温度后反应一定时间，然后将所得产物进行真空抽滤，用石油醚稀释后加入蒸馏水洗涤，萃取三次，利用旋转蒸发仪除去过量的环氧氯丙烷和石油醚后，真空干燥过夜，得到的白色固体为香草醛基环氧单体，反应式为：
11、
12、s4、在110℃下，将e-51型双酚a环氧树脂和步骤s3得到的香草醛基环氧单体混合均匀，然后加入固化剂，各组分熔融混合均匀后加入催化剂，再次混合均匀后，置入真空烘箱中脱气，按照100℃/2h+130℃/5h阶梯式固化方式固化即可。
13、优选的，所述步骤s1中1mol香草醛溶于4l去离子水中，1mol对氨基苯酚溶于2l无水乙醇中；一定条件指50℃-60℃下回流搅拌2-3h；干燥于真空干燥箱中50℃-65℃干燥过夜。
14、优选的，所述步骤s2中添加四丁基溴化铵的量为香草醛基二酚单体质量的10％，将体系升至一定温度保持一定时间，指将体系升至80℃-90℃，反应1.5-3h；所述步骤s4中，双酚a型环氧树脂：所制得香草醛环氧树脂的摩尔比为1:1。
15、优选的，所述步骤s3中缓慢滴加质量份数为20％的氢氧化钠，指在0.5h内滴加完成，20％氢氧化钠的量为香草醛基二酚单体质量的2倍，降至所需温度反应一定时间指降至室温，反应3-5h；石油醚的添加量为香草醛基二酚单体质量的20倍；真空干燥为于真空干燥箱中50℃-70℃干燥过夜。
16、一种如上所述的高性能可降解回收环氧树脂的降解方法，通过将环氧树脂置于降解液中实现，环氧树脂：降解液的质量比为1:20，所述降解液为正己胺。
17、一种如上所述的高性能可降解回收环氧树脂的回收方法，可以通过化学回收法，也可以通过物理回收法，化学回收法步骤如下：
18、将制备的香草醛基环氧树脂溶于降解液中，将体系置于旋转蒸发仪中，待溶液至粘稠状态，将体系转移至模具中，真空加热，于180℃、10mpa下持续热压6h，然后自然降温，待降至室温脱模，即得到回收香草醛基环氧树脂；
19、物理回收法为：将香草醛基环氧树脂用粉碎机粉碎至直径为1-5mm的颗粒状，置于两块涂抹脱模油的钢板模具中，于平板硫化仪上200℃、20mpa条件下热压4h，待冷却至室温成型，脱模得到回收样片。
20、因此，本专利技术提供的一种高性能可降解回收环氧树脂制备及降解回收方法，其具体技术效果如下：
21、(1)本专利技术提供的高性能可降解回收的香草醛基环氧树脂，反应活性强，固化温度低，起始固化温度低于100℃；耐热性好，玻璃化转变温度可高达159℃；电气绝缘性能和机械性能优良，介质损耗因数仅为0.34，拉伸强度最大可高达76mpa；
22、(2)本专利技术提供的高性能可降解回收的香草醛基环氧树脂，在25h内100℃的条件下，即可实现降解；对降解后溶液和粉碎的环氧树脂可实现热压回收利用，电气击穿强度回收率最大可达98％；
23、(3)本专利技术提供的高性能可降解回收的香草醛基环氧树脂，通过制备本征含有亚胺键的香草醛基类玻璃化环氧树脂，使得香草醛基环氧树脂具有表面自修复能力，在180℃保持3h，划痕消失，最好的60min划痕即可消失。
24、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种高性能可降解回收环氧树脂，其特征在于，由以下原料制备而成：
2.根据权利要求1所述的一种高性能可降解回收环氧树脂，其特征在于：所述催化剂为1-(2-氰基乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑，固化剂为2-甲基六氢苯酐，双酚A型环氧树脂为E-51型双酚A环氧树脂，氢氧化钠溶液的质量份数为20％。
3.根据权利要求1所述的一种高性能可降解回收的香草醛基环氧树脂，其特征在于：对氨基苯酚：香草醛：环氧氯丙烷的摩尔比为1:1:10。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的高性能可降解回收环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种高性能可降解回收环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中1mol香草醛溶于4L去离子水中，1mol对氨基苯酚溶于2L无水乙醇中；一定条件指50℃-60℃下回流搅拌2-3h；干燥于真空干燥箱中50℃-65℃干燥过夜。
6.根据权利要求4所述的一种高性能可降解回收环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中添加四丁基溴化铵的量为香草醛基二酚单体质量的10％；将体系升至一定温度
7.根据权利要求4所述的一种高性能可降解回收环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中缓慢滴加质量份数为20％的氢氧化钠，指在0.5h内滴加完成，20％氢氧化钠的量为香草醛基二酚单体质量的2倍；降至所需温度反应一定时间指降至室温，反应3-5h；石油醚的添加量为香草醛基二酚单体质量的20倍；真空干燥为于真空干燥箱中50℃-70℃干燥过夜。
8.一种如权利要求1-3任一项所述的高性能可降解回收环氧树脂的降解方法，其特征在于：通过将环氧树脂置于降解液中实现，环氧树脂：降解液的质量比为1:20，所述降解液为正己胺。
9.一种如权利要求1-3任一项所述的高性能可降解回收环氧树脂的回收方法，其特征在于：可以通过化学回收法，也可以通过物理回收法，化学回收法步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种高性能可降解回收环氧树脂，其特征在于，由以下原料制备而成：
2.根据权利要求1所述的一种高性能可降解回收环氧树脂，其特征在于：所述催化剂为1-(2-氰基乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑，固化剂为2-甲基六氢苯酐，双酚a型环氧树脂为e-51型双酚a环氧树脂，氢氧化钠溶液的质量份数为20％。
3.根据权利要求1所述的一种高性能可降解回收的香草醛基环氧树脂，其特征在于：对氨基苯酚：香草醛：环氧氯丙烷的摩尔比为1:1:10。
4.一种如权利要求1-3任一项所述的高性能可降解回收环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤如下：
5.根据权利要求4所述的一种高性能可降解回收环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中1mol香草醛溶于4l去离子水中，1mol对氨基苯酚溶于2l无水乙醇中；一定条件指50℃-60℃下回流搅拌2-3h；干燥于真空干燥箱中50℃-65℃干燥过夜。
6.根据权利要求4所述的一种高性能可降解回收环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘贺晨，黎馨阳，刘云鹏，李乐，刘畅，江钰哲，白怡宁，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：
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