[發(fā)明專利]香草醛基富含苯環(huán)的高耐熱阻燃環(huán)氧樹脂及其制法與應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN106947059B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬松琪;朱錦;王勝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: C08G59/06
• 分類號: C08G59/06;C08L63/00;C08G59/30;C07F9/40;C07F9/6574
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發(fā)明公開了一種香草醛基富含苯環(huán)的高耐熱阻燃環(huán)氧樹脂，其具有式(1)所示的結(jié)構(gòu)：其中，R₁包括R₂包括0≤n≤10；其制備方法包括：將香草醛、二胺化合物、磷氫試劑、催化劑及有機(jī)溶劑均勻混合反應(yīng)形成香草醛基富含苯環(huán)的含磷雙酚；以及，將所述香草醛基富含苯環(huán)的含磷雙酚、環(huán)氧氯丙烷和堿性物質(zhì)均勻混合反應(yīng)而形成獲得香草醛基富含苯環(huán)的高耐熱阻燃環(huán)氧樹脂。本發(fā)明還提供了所述環(huán)氧樹脂的制備方法。本發(fā)明的環(huán)氧樹脂為生物基的高耐熱高效阻燃環(huán)氧樹脂，其在固化后不僅具有優(yōu)異的阻燃性能，并還具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定、高玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等，同時其制備方法可操作性強(qiáng)，可控性好，易于實(shí)施，有利于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種阻燃環(huán)氧樹脂，特別涉及一種香草醛基富含苯環(huán)的高耐熱高效阻燃環(huán)氧樹脂、其制備方法與應(yīng)用，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂是應(yīng)用最廣泛的高分子材料之一，具有優(yōu)異的機(jī)械性能、耐高溫性能、耐腐蝕性、粘接性及電絕緣性，廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、電子、航空等領(lǐng)域。隨著科技的進(jìn)步及人們對各種產(chǎn)品要求的不斷提高，環(huán)氧樹脂作為基體樹脂也面臨著向高性能化發(fā)展的壓力。其中提高環(huán)氧樹脂的阻燃性和耐熱性是環(huán)氧樹脂高性能化的重要發(fā)展方向。其中對于環(huán)氧樹脂的阻燃改性，國內(nèi)外做了很多工作，也取得了一定的成績。隨著人們環(huán)保意識的提高，環(huán)氧樹脂的阻燃改性正在往綠色化的方向發(fā)展。相對于鹵素阻燃劑，含磷阻燃劑更加綠色環(huán)保，表現(xiàn)出巨大的發(fā)展空間。然而目前的含磷阻燃改性，往往會降低環(huán)氧樹脂的耐熱性，特別是熱穩(wěn)定性(熱開始降解溫度低)。當(dāng)前既具有高耐熱性又具有高效阻燃性的含磷阻燃環(huán)氧樹脂尚未見報道。

生物基環(huán)氧樹脂以可再生資源為主要原料，降低塑料行業(yè)對石油化工產(chǎn)品消耗的同時，也降低了石油基原料生產(chǎn)過程中對環(huán)境的污染，是當(dāng)前高分子材料的一個重要發(fā)展方向，具有重要的實(shí)際價值和廣闊的發(fā)展空間。木質(zhì)素是僅次于纖維素的第二大天然可再生資源，被認(rèn)為是唯一一種有望大規(guī)模提取含苯環(huán)化合物的生物質(zhì)來源。由于木質(zhì)素龐大且復(fù)雜的分子結(jié)構(gòu)，由其直接得到的樹脂加工性能差、性能不穩(wěn)定，難應(yīng)用。雖然將木質(zhì)素降解成具體結(jié)構(gòu)的小分子化合物仍是一大挑戰(zhàn)，但可喜的是，由木質(zhì)素制備香草醛的工藝得到商業(yè)化使用。香草醛作為當(dāng)前唯一一個規(guī)模化生產(chǎn)的木質(zhì)素來源的單苯環(huán)化合物，已經(jīng)在高分子領(lǐng)域表現(xiàn)出了巨大的潛力。例如，本案發(fā)明人曾研究出一類香草醛基含磷阻燃環(huán)氧樹脂也進(jìn)行了報道，其體現(xiàn)出了較好的阻燃性能，然而其綜合性能如耐熱性(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱穩(wěn)定性)還有待提升。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種香草醛基富含苯環(huán)的高耐熱阻燃環(huán)氧樹脂、其制備方法與應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實(shí)現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種香草醛基富含苯環(huán)的高耐熱阻燃環(huán)氧樹脂，其具有式(1)所示的結(jié)構(gòu)：

其中，R₁包括

R₂包括0≤n≤10。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種制備所述香草醛基富含苯環(huán)的高耐熱阻燃環(huán)氧樹脂的方法，其包括：

將香草醛、二胺化合物、磷氫試劑、催化劑及有機(jī)溶劑均勻混合，之后于0～120℃反應(yīng)，獲得香草醛基富含苯環(huán)的含磷雙酚，所述含磷雙酚具有式(2)所示結(jié)構(gòu)：

其中，R₁包括

R₂包括

以及，將所述含磷雙酚、環(huán)氧氯丙烷和堿性物質(zhì)均勻混合，之后于20～130℃反應(yīng)，獲得香草醛基富含苯環(huán)的高耐熱阻燃環(huán)氧樹脂。

本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種組合物，其包含所述的香草醛基富含苯環(huán)的高耐熱阻燃環(huán)氧樹脂以及環(huán)氧固化劑。