[發明專利]雙重交聯體系的全生物基環氧樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 201910051150.8
• 申請日: 2019-01-21
• 公開（公告）號: CN109867967B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 周華民;蔣林;王云明;賴敏龍;黃志高;張云;王旭康
• 申請（專利權）人: 華中科技大學鄂州工業技術研究院;華中科技大學
• 主分類號: C08L91/00
• 分類號: C08L91/00;C08L1/02;C08L5/08;C08J3/24;C08J9/28;C08J9/36
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 徐松

本發明公開了一種雙重交聯體系的全生物基環氧樹脂的制備方法，屬于可持續性發展高分子材料技術領域，包括將殼聚糖溶解在稀酸溶液中，并進行機械攪拌，以制備高粘度溶液；在所述高粘度溶液中加入CaSO₄或羥基磷灰石配位交聯形成絡合物，并進行機械攪拌，以制備具有第一重交聯網絡的溶液；在所述具有第一重交聯網絡的溶液中加入納米纖維素，并進行超聲分散，以制備混合溶液；通過所述混合溶液來制備所述樹脂。本發明達到了增強樹脂的韌性和力學強度，制備過程中所采用的材料有利于環保，簡化制備方法的技術效果。

技術領域

本發明屬于可持續性發展高分子材料技術領域，特別涉及一種雙重交聯體系的全生物基環氧樹脂的制備方法。

背景技術

環氧樹脂因優異的介電性能、低收縮率、強附著力、良好的穩定性及高硬度而廣泛用作各種工業應用中的粘合劑，涂料和復合材料。

對于環氧樹脂的技術而言，環氧預聚物的生產主要是通過雙酚A(BPA)和表氯醇的縮合反應合成的，產生雙酚A的二縮水甘油醚(DGEBA)，這是市售最多的環氧樹脂；或者通過大豆油制備可持續發展的高分子材料，大豆油分子鏈上含有大量的雙鍵，通過特定方法氧化，可獲得環氧大豆油，環氧大豆油可用來制備生物基熱固性環氧樹脂。但是，BPA作為內分泌干擾物對人類健康造成了有害影響，幾個國家已禁止BPA作為生產聚合物或聚合物產品的原料。同時，67％以上的BPA目前完全依賴于石化資源，在當前石油資源日益枯竭的形勢下，迫切需要使用其他來源的原料生產環氧樹脂，減少對石油資源的依賴，減輕對環境的壓力。通過環氧大豆油來制備生物基熱固性環氧樹脂的脂脆性大，力學強度低，制約了環氧大豆油基高分子材料的發展與應用。

綜上所述，在現有的環氧樹脂的技術中，存在著樹脂缺乏韌性和力學強度低，制備過程中所采用的材料不利于環保，制備方法較復雜的技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是在現有的環氧樹脂的技術中，存在著樹脂缺乏韌性和力學強度低，制備過程中所采用的材料不利于環保，制備方法較復雜的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種雙重交聯體系的全生物基環氧樹脂的制備方法，所述雙重交聯體系的全生物基環氧樹脂的制備方法包括：將殼聚糖溶解在稀酸溶液中，并進行機械攪拌，以形成高粘度溶液；在所述高粘度溶液中加入CaSO₄或羥基磷灰石配位交聯形成絡合物，并進行機械攪拌，以形成具有第一重交聯網絡的溶液；在所述具有第一重交聯網絡的溶液中加入納米纖維素，并進行超聲分散，以形成混合溶液；通過所述混合溶液來制備所述樹脂，所述通過所述混合溶液來制備所述樹脂包括下述方法中的一種：在所述混合溶液中加入環氧大豆油，以所述殼聚糖作為固化劑和所述環氧大豆油來形成具有第二重交聯網絡的溶液；在所述具有第二重交聯網絡的溶液中，控制所述殼聚糖和所述環氧大豆油的摩爾比范圍是1：0.5至1：1.5，進行機械攪拌時間范圍是1至3小時；將所述攪拌后的溶液倒入固化模具中，并分別在70℃和100℃的溫度中進行烘干，以對所述攪拌后的溶液進行加熱除水；將所述烘干后的溶液的溫度升高到固化溫度為130℃至140℃，所述固化的時間是5小時，來制備所述樹脂；或者，將所述混合溶液倒入固化模具中，在-20℃的溫度中冷凍10小時，以獲得冷凍溶液；對所述冷凍溶液進行冷凍干燥，所述冷凍干燥的時間是48小時，以制成氣凝膠；將所述氣凝膠放入固化模具中進行烘干，并向所述固化模具中灌入所述環氧大豆油，所述固化溫度為130℃至140℃，所述固化的時間是5小時，來制備所述樹脂。

進一步地，所述將殼聚糖溶解在稀酸溶液中，并進行機械攪拌，以形成高粘度溶液包括：所述稀酸溶液包括：稀冰醋酸溶液、稀鹽酸溶液或稀硫酸溶液；所述稀冰醋酸溶液的質量分數是1wt％，體積是200ml；所述稀鹽酸溶液的質量分數是1wt％，體積是200ml；所述稀硫酸溶液的質量分數是1wt％，體積是200ml；所述機械攪拌的時間是1小時。