[發明專利]一種桐油基柔韌型環氧樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201910540079.X
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110256654B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 聶小安;肖來輝;王義剛;胡芳芳
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所
• 主分類號: C08G59/14
• 分類號: C08G59/14
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 唐循文

一種桐油基柔韌型環氧樹脂及其制備方法，將桐油與丙烯酸混合后，進行D?A加成反應，且反應過程中加入阻聚劑，得羧基化桐油；羧基化桐油與丙烯腈進行D?A加成反應，將得到的產物進行減壓蒸餾，除去未反應的丙烯腈；桐油基增韌劑接枝環氧樹脂，加入三苯基膦作為催化劑，制備得到柔性環氧樹脂。本發明以桐油為原料制備增韌劑，極大地降低了生產成本，并且以可再生原料代替石化原料。制備的柔性環氧樹脂韌性好，具有高斷裂伸長率，高沖擊強度，且能保持較高的力學強度。通過改變桐油基增韌劑的添加量，能夠調節柔性環氧樹脂的力學性能。

技術領域

本發明屬于改性環氧樹脂領域，具體涉及一種桐油基柔韌型環氧樹脂及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂由于具有良好的物理、化學性能而被廣泛應用于涂料、機械、航空航天、電子封裝，交通運輸及建筑等領域。但由于環氧樹脂固化后具有高交聯網狀結構，使環氧樹脂具有內應力大，質脆，抗沖擊性能差等缺點。這些缺點在很大程度上限制了環氧樹脂的應用。因此，對環氧樹脂進行增韌顯得尤為重要。

傳統的柔性環氧樹脂通常是橡膠改性環氧。如文獻“毛偉,曾中銘,余凱晉,et al.端羧基丁腈橡膠改性環氧樹脂的研究[J].實驗科學與技術,2017,15(4):43-46”中所述，通過端羧基丁腈橡膠(CTBN)改性后的環氧樹脂韌性得以提高。但是羧基丁腈橡膠分子量較大，改性后的環氧樹脂粘度大，需要添加環氧稀釋劑，不利于施工。且端羧基丁腈橡膠、無規羧基丁腈橡膠(CRBN)等都是石油基橡膠材料，屬于不可再生資源，且污染嚴重。因此，越來越多的項目正致力于生物基增韌環氧樹脂的研究，以此取代像端羧基丁腈橡膠(CTBN)、無規羧基丁腈橡膠(CRBN)等石油基材料增韌的環氧樹脂。

發明內容

解決的技術問題：為了解決現有環氧樹脂剛性大、質脆等缺點，本發明公開了一種桐油基柔韌型環氧樹脂及其制備方法。并且本發明中增韌環氧樹脂所用增韌劑為自制的桐油基增韌劑，具有可再生性。制得的柔性環氧樹脂韌性好且具有較高的力學強度。

技術方案：一種桐油基柔韌型環氧樹脂的制備方法，步驟如下：步驟1，將桐油與丙烯酸混合后，于160℃進行D-A加成反應，所述桐油與丙烯酸的質量比為100：(2-15)，且反應過程中加入阻聚劑，用量為丙烯酸質量的0.5-1wt.％，得羧基化桐油；步驟2，羧基化桐油與丙烯腈于120℃進行D-A加成反應，所述羧基化桐油與丙烯腈的質量比為100：(15-30)，將得到的產物進行減壓蒸餾，除去未反應的丙烯腈，制得的桐油基增韌劑結構如下：

步驟3，桐油基增韌劑于130℃接枝環氧樹脂，加入反應物總質量0.1-0.5wt.％的三苯基膦作為催化劑，所述桐油基增韌劑占其與環氧樹脂總質量的10-30wt.％，制備得到柔性環氧樹脂。

上述步驟1中所述桐油與丙烯酸的質量比為100：10.76，且反應過程中加入阻聚劑，用量為丙烯酸質量的0.9wt.％，所述阻聚劑為對苯二酚或對甲氧基苯酚。

上述步驟2中所述羧基化桐油與丙烯腈的質量比為100：24.3。

上述步驟3中所述桐油基增韌劑占其與環氧樹脂總質量的30wt.％。

上述步驟3中所述催化劑為三苯基膦，催化劑用量為環氧樹脂和桐油基增韌劑總質量的0.2wt.％。

上述制備方法制得的桐油基柔韌型環氧樹脂。

有益效果：①本發明以桐油為原料制備增韌劑，極大地降低了生產成本，并且以可再生原料代替石化原料。②制備的柔性環氧樹脂韌性好，具有高斷裂伸長率，高沖擊強度，且能保持較高的力學強度。通過改變桐油基增韌劑的添加量，能夠調節柔性環氧樹脂的力學性能。

附圖說明

圖1為按照實施例1所述一種桐油基柔韌型環氧樹脂的制備方法，得到的桐油基增韌劑的紅外光譜圖；