[發明專利]來源于高性能天然原料的環氧樹脂及其制備方法和利用其的環氧樹脂固化組合物

有效

• 申請號: 201580029193.6
• 申請日: 2015-06-09
• 公開（公告）號: CN107075084B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 李寭承;金載鎰
• 申請（專利權）人: 株式會社國都化學
• 主分類號: C08G59/26
• 分類號: C08G59/26;C08G59/50
• 代理公司: 北京鍾維聯合知識產權代理有限公司 11579
• 代理人: 羅銀燕

本發明公開了一種來源于天然原料的環氧樹脂及其制備方法和利用其的環氧樹脂固化組合物。由化學式1表示的來源于天然原料的環氧樹脂的特征在于，在存在氫氧化物的條件下，對將由化學式2表示的化合物和甘油作為起始物質而取得的環氧氯丙烷進行反應來取得。

技術領域

本發明涉及一種來源于高性能天然原料的環氧樹脂及其制備方法和包含其的環氧樹脂固化組合物，更詳細地，涉及通過使來源于糖(碳水化合物)的異山梨醇(Isosorbide)和來源于甘油的環氧氯丙烷(ECH，Epichlorohidrin)進行反應來取得的來源于高性能天然原料的環氧樹脂及其制備方法和包含其的環氧樹脂固化組合物。

背景技術

目前正在使用中的雙酚類環氧樹脂具有粘結力、機械性能、耐化學性優秀，且在固化時很少發生收縮變形的優點，因此在涂敷、粘合劑、電力電子、土木建筑等各種產業領域被廣泛利用。將這種雙酚類環氧樹脂作為主材料的化學物質均來源于石油，在制備及使用中產生環境荷爾蒙等對身體有害的化學物質。

目前我們正在使用中的將雙酚類環氧作為主材料的化學物質均為來源于石油資源的化學產品，預想到使用這些不可逆化石資源將會導致龐大的環境費用。因此，正在進行從可再生資源中獲取來源于現有的石油資源的雙酚類環氧的研究，最有代表性的為將碳水化合物類天然原料作為供給源來使用的稱為異山梨醇(isosorbide(1，4：3，6-雙脫水山梨醇(1,4:3,6-dianhydrosorbitol)))、異艾杜糖醇(isoidide(1，4：3，6-二脫水-L-艾杜糖醇(1,4:3,6-dianhydroiditol)))及異甘露糖醇(isomannide(1，4：3，6-雙脫水甘露醇(1,4:3,6-dianhydromannitol)))的單體。已經進行過通過以異山梨醇代替雙酚A來制備環氧的有關研究。(East A，Jaffe M，Zhang Y，Catalani LH。US patent 2008002 1209，2008)

在上述的研究中，不僅使用來源于石油資源的丙烯的環氧氯丙烷，而且需要在115℃的溫度進行反應12小時的條件，因此具有經濟性低，且難以適用于商業中的問題。

發明內容

技術問題

對此，本發明人縝密分析上述問題并進行研究的結果，提出在最佳的反應條件下，使來源于碳水化合物類的異山梨醇和來源于甘油的環氧氯丙烷進行反應來制備來源于100％生物量的環氧樹脂的方法，從而提供來源于天然原料的高性能環氧樹脂的制備方法，即，可代替現有來源于石油資源的雙酚類環氧化合物，且環保、收率及經濟性高，因此可適用于商業上。

并且，本發明人提供包含來源于上述天然原料的高性能環氧化合物的環氧固化組合物。

解決問題的方案

為解決上述問題，本發明提供來源于天然原料的由化學式1表示的化合物：

化學式1：

其中，n為0至300的整數。

本發明的由上述化學式1表示的化合物作為來源于天然原料異山梨醇環氧化合物，在異山梨醇骨骼中結合2個環氧基的分子結構。

本發明的方法中使用的來源于天然原料的異山梨醇具有下述化學式2的結構：

化學式2：

即，在本發明中，將來源于碳水化合物類天然原料的異山梨醇(化學式2)適用為基本骨骼，從而代替來源于石油資源且以環境荷爾蒙成為熱點的雙酚A，可適用于環保應用領域、飲食及人體接觸應用領域等。

并且，作為本發明中使用的來源于天然原料的環氧氯丙烷(BiobasedEpichlorohydrin)，使用將以甘油代替丙烯作為起始物質來取得的物質，其制備工序如下述反應式1：

反應式1：