【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光固化树脂，涉及一种含螺环双缩醛结构的高耐热、可降解光固化树脂及其制备方法，特别是涉及一种含螺环双缩醛结构的高耐热、可降解光固化树脂及其制备方法，并将其作为高性能感光阻焊油墨原料的应用。
技术介绍
1、可降解性和可持续性是当代化学和化学产品设计的重要基石之一。开发基于可再生原料制备的高性能、高附加值化学品用于替代不可再生的原材料是这些重要举措的核心，也是缓解日益严重的化石能源危机和环境污染问题的有效手段。迄今为止，两种常规策略已被用于从生物资源中合成生物基化学品：ⅰ)在天然聚合物骨架中引入官能团和特殊结构段，生成多用途生物基聚合物，实现一些先进的应用，如光交联和动态交联材料；ⅱ)利用各种生物基/天然化学品，如天然酚、丁香酚和香兰素，用于生物聚合物/树脂平台的直接合成与开发。然而，如何在生物基聚合物/树脂平台的降解性和可持续性和高性能之间取得平衡仍是一项严峻挑战。
2、一般来说，包括环氧树脂、酚醛树脂和丙烯酸类树脂在内的热固性树脂具有理想的热性能和机械性能、高耐热性，以及因构建交联网络而产生的令人着迷的抗蠕变性。其中，环氧树脂和下游材料作为重要的工业化学品，被广泛用作复合材料基体、粘合剂、和电子封装涂料等。在许多应用中都具有不可替代的作用，例如在先进的印刷电路板(pcb)中构建阻焊层。遗憾的是，由于光交联固化树脂无法熔化和降解，因此很难在印刷电路板达到使用寿命后通过温和的化学手段回收高价值金属和层压板。然而，处理废弃固化树脂和涂层的传统方法，如强力机械破碎、焚烧、掩埋和腐蚀等，都存在严重的环境污染、能源消
3、近来，许多开创性的方法已经解决了这一问题，即在热固性网络的骨架结构中加入一不稳定键或易变的连接结构来赋予其可降解性。为了实现这一目标，人们创造性地设计了一些在温和条件下相对较弱的结构，如酯键、席夫碱连接、磺酸酯连接和缩醛连接等，从而建立了一些特殊的连接系统。尽管如此，光交联网络在高性能和优异降解性之间的“跷跷板”问题仍然很突出，这是因为高耐热性通常要求高交联密度，而高交联密度不利于降解性和实际应用。以印刷电路板油墨用阻焊树脂为例，紫外线固化的生物基树脂具有光交联和热交联网络，在保持高耐热性和光聚合性能的前提下，赋予优异的降解性，这对于减小环境影响和提高经济回报率具有重要意义。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术中的问题，本专利技术提供一种含螺环双缩醛结构的高耐热、可降解光固化树脂及其制备方法，其第一专利技术目的是提供一种含螺环双缩醛结构的高耐热、可降解光固化树脂，其第二专利技术目的是提供一种利用上述含螺环双缩醛结构的高耐热、可降解光固化树脂作为高性能感光阻焊油墨原料的应用。
2、为实现上述目的，本专利技术是采用由以下技术措施构成的技术方案来实现的。
3、一方面，本专利技术提供了一种含螺环双缩醛结构的高耐热、可降解光固化树脂，是先由含醛基的木质素衍生结构单体化合物和季戊四醇经双缩醛反应得到螺环双缩醛苯酚树脂，再将螺环双缩醛苯酚树脂与二羟基环氧化合物进行开环反应得到螺环双缩醛改性的环氧化合物；然后将所得螺环双缩醛改性的环氧化合物经丙烯酸类改性剂改性后再与酸酐进行酯化反应，即得所述含螺环双缩醛结构的高耐热、可降解光固化树脂；
4、所述含醛基的木质素衍生结构单体化合物的化学结构通式如下：
5、
6、其中，r＝ch3、cooh、ch2oh、cn或ch2nh2。
7、在其中一种优选的技术方案中，所述含醛基的木质素衍生结构单体化合物优选为市售香草醛(cas：121-33-5)。
8、在本文中，所述含醛基的木质素衍生结构单体化合物和季戊四醇经双缩醛反应得到螺环双缩醛苯酚树脂，其中季戊四醇相关的双缩醛反应为本
中现有文献已经报道的已知反应体系，基于该已知反应体系，当选择所述含醛基的木质素衍生结构单体化合物为原料时，本领域技术人员可依据该已知反应体系及本领域公知常识获得其反应条件，例如是在含醛基的木质素衍生结构单体化合物和季戊四醇在溶解于有机溶剂，并于缩醛反应催化剂催化条件下进行反应。
9、为了更好地说明本专利技术，并提供一种可供参考的优选技术方案，所述含醛基的木质素衍生结构单体化合物和季戊四醇经双缩醛反应得到螺环双缩醛苯酚树脂，在实验室制备条件下，具体为将含醛基的木质素衍生结构单体化合物和季戊四醇溶解于有机溶剂a中，并加入缩醛反应催化剂，搅拌反应至少22小时即得螺环双缩醛苯酚树脂。
10、其中，所述有机溶剂a的选择为季戊四醇相关的双缩醛反应中所常规使用的有机溶剂，例如二价酸酯高沸点环保溶剂、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇乙醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯、二丙二醇甲醚、丙二醇甲醚、三甲苯和四甲苯中的至少一种。
11、其中，所述缩醛反应催化剂的选择为季戊四醇相关的双缩醛反应中所常规使用的缩醛反应催化剂，例如对甲基苯磺酸、对甲基苯磺酰氯、对甲基苯磺酰亚胺、对甲基苯磺酰胺、对甲基苯磺酸钠中的任意一种。
12、在本文中，所述二羟基环氧化合物为具有两个羟基的常规树脂选择，例如香兰素衍生二缩水甘油醚、双酚a二缩水甘油醚、1,6-萘二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、乙二醇环氧丙醚、丙二醇环氧丙醚、丁二醇环氧丙醚、乙二醇环氧丁醚、丁二醇环氧丁醚其中任意一种。
13、进一步地，通过对比实验发现，在上述常规二羟基环氧化合物选择中，其化学结构式会显著影响到最终制备所得含螺环双缩醛结构的光固化树脂的性能，通过实验结果总结规律分析，化学结构中带有萘环基、苯氧基、芳香醚基的二官能环氧化合物为优选。
14、在其中一种技术方案中，通过对比实验发现，所述二羟基环氧化合物优选为香兰素衍生二缩水甘油醚、双酚a二缩水甘油醚、1,6-萘二缩水甘油其中至少一种，其制备所得高性能感光性环氧树脂具有更佳的综合性能(例如高拉伸强度、断裂应变和高电压击穿强度)、以及温和酸催化条件下可降解性能。
15、在本文中，所述螺环双缩醛苯酚树脂与二羟基环氧化合物进行开环反应得到螺环双缩醛改性的环氧化合物，其反应机理是酚羟基与环氧基的酸催化开环反应，为本
中现有文献已经报道的已知反应体系，基于该已知反应体系，本领域技术人员可依据该已知反应体系及本领域公知常识获得其反应条件，例如是在二羟基环氧化合物中加入螺环双缩醛苯酚树脂，并于开环反应催化剂a催化条件下进行反应。
16、为了更好地说明本专利技术，并提供一种可供参考的优选技术方案，所述螺环双缩醛苯酚树脂与二羟基环氧化合物进行开环反应得到螺环双缩醛改性的环氧化合物，在实验室制备条件下，具体为在二羟基环氧化合物中加入螺环双缩醛苯酚树脂，并加入开环反应催化剂a和抗氧化剂，反应至少4小时即得螺环双缩醛改性的环氧化合物。
17、其中，所述开环反应催化剂a的选择为酚羟基与环氧基的酸催化开环反应中所常规使用的开环反应催化本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含螺环双缩醛结构的高耐热、可降解光固化树脂，其特征在于是先由含醛基的木质素衍生结构单体化合物和季戊四醇经双缩醛反应得到螺环双缩醛苯酚树脂，再将螺环双缩醛苯酚树脂与二羟基环氧化合物进行开环反应得到螺环双缩醛改性的环氧化合物；然后将所得螺环双缩醛改性的环氧化合物经丙烯酸类改性剂改性后再与酸酐进行酯化反应，即得所述含螺环双缩醛结构的高耐热、可降解光固化树脂；
2.根据权利要求1所述光固化树脂，其特征在于：所述含醛基的木质素衍生结构单体化合物为香草醛。
3.根据权利要求1所述光固化树脂，其特征在于：所述含醛基的木质素衍生结构单体化合物和季戊四醇经双缩醛反应得到螺环双缩醛苯酚树脂，具体为将含醛基的木质素衍生结构单体化合物和季戊四醇溶解于有机溶剂A中，并加入缩醛反应催化剂，搅拌反应至少22小时即得螺环双缩醛苯酚树脂。
4.根据权利要求1所述光固化树脂，其特征在于：所述二羟基环氧化合物选择包括香兰素衍生二缩水甘油醚、双酚A二缩水甘油醚、1,6-萘二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、乙二醇环氧丙醚
5.根据权利要求1所述光固化树脂，其特征在于：所述螺环双缩醛苯酚树脂与二羟基环氧化合物进行开环反应得到螺环双缩醛改性的环氧化合物，具体为在二羟基环氧化合物中加入螺环双缩醛苯酚树脂，并加入开环反应催化剂A和抗氧化剂，反应至少4小时即得螺环双缩醛改性的环氧化合物。
6.根据权利要求1所述光固化树脂，其特征在于：所述螺环双缩醛改性的环氧化合物经丙烯酸类改性剂改性后再与酸酐进行酯化反应，是将螺环双缩醛改性的环氧化合物溶解于有机溶剂B中，加入丙烯酸类改性剂进行开环反应，然后再与酸酐进行酯化反应，制备得到含螺环双缩醛结构的高耐热、可降解光固化树脂。
7.根据权利要求1所述光固化树脂，其特征在于：所述含醛基的木质素衍生结构单体化合物的添加是以与季戊四醇的摩尔比为(2～2.2)：1的方式进行添加；所述螺环双缩醛苯酚树脂的添加是以与二羟基环氧化合物的摩尔比为1：(2～2.2)的方式进行添加；所述螺环双缩醛改性的环氧化合物的添加是以与丙烯酸类改性剂的摩尔比为1：(2～2.2)的方式进行添加，并与酸酐的酸酐基团的摩尔比为1：(1～4)。
8.根据权利要求1所述光固化树脂，其特征在于其制备方法，主要包括以下步骤：
9.一种利用权利要求1所述含螺环双缩醛结构的高耐热、可降解光固化树脂作为主要组分的高性能感光阻焊油墨，其特征在于按重量份数计其原料主要包括：
10.根据权利要求9所述高性能感光阻焊油墨，其特征在于按重量份数计其原料还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种含螺环双缩醛结构的高耐热、可降解光固化树脂，其特征在于是先由含醛基的木质素衍生结构单体化合物和季戊四醇经双缩醛反应得到螺环双缩醛苯酚树脂，再将螺环双缩醛苯酚树脂与二羟基环氧化合物进行开环反应得到螺环双缩醛改性的环氧化合物；然后将所得螺环双缩醛改性的环氧化合物经丙烯酸类改性剂改性后再与酸酐进行酯化反应，即得所述含螺环双缩醛结构的高耐热、可降解光固化树脂；
2.根据权利要求1所述光固化树脂，其特征在于：所述含醛基的木质素衍生结构单体化合物为香草醛。
3.根据权利要求1所述光固化树脂，其特征在于：所述含醛基的木质素衍生结构单体化合物和季戊四醇经双缩醛反应得到螺环双缩醛苯酚树脂，具体为将含醛基的木质素衍生结构单体化合物和季戊四醇溶解于有机溶剂a中，并加入缩醛反应催化剂，搅拌反应至少22小时即得螺环双缩醛苯酚树脂。
4.根据权利要求1所述光固化树脂，其特征在于：所述二羟基环氧化合物选择包括香兰素衍生二缩水甘油醚、双酚a二缩水甘油醚、1,6-萘二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、甘油二缩水甘油醚、乙二醇环氧丙醚、丙二醇环氧丙醚、丁二醇环氧丙醚、乙二醇环氧丁醚、丁二醇环氧丁醚其中任意一种。
5.根据权利要求1所述光固化树脂，其特征在于：所述螺环双缩醛苯酚树脂与二羟基环氧化合物进行开环反应得到...
【专利技术属性】
技术研发人员：李明辉，董岩，朱永祥，张军华，
申请(专利权)人：广东炎墨方案科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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