[發明專利]一種生物基本征型阻燃環氧樹脂的制備方法

有效

• 申請號: 202010118274.6
• 申請日: 2020-02-26
• 公開（公告）號: CN111205437B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 潘政;胡立紅;馮國東;薄采穎;李卓;任曉麗;周永紅
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所;南京至正新材料科技有限公司
• 主分類號: C08G59/32
• 分類號: C08G59/32;C08G59/50;C09K21/14
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馮慧

本發明提供了一種生物基本征型阻燃環氧樹脂的制備方法，利用香草酸和間苯二酚反應得到含有二苯甲酮結構的三元醇，通過酚羥基進一步引入環氧基團，得到的生物基環氧單體和一般工業上使用的DGEBA結構類似，與固化劑在一定條件下混合固化，制得阻燃型生物基環氧樹脂。該種樹脂原料來源廣泛，綠色環保，合成過程較為簡單，且熱穩定性高，阻燃性能良好，800℃殘炭量可達35％，極限氧指數最高可達34％，垂直燃燒等級達到V?0級。

技術領域

本發明涉及一種生物基本征型阻燃環氧樹脂的制備方法，使用可再生的生物能源為原料，對環氧單體的分子結構進行設計，使制得的環氧樹脂在不引入阻燃元素的情況下，具有良好的阻燃性能。

背景技術

石油基塑料具有各種優異的性能,可以為建筑、汽車、機械制造、電子信息等各行各業提供各種原材料與制品,在現代社會生活中起著十分重要的作用,隨著人們對環境污染、資源危機等問題認識的不斷深入，生物質資源高附加值的特點也日益受到重視，尋找可再生生物質資源以替代石油產品得到人們的關注。大多數生物材料無毒無害，并且含量豐富，可緩解能源枯竭和污染加重的壓力，減少塑料行業對石油基化工產品供應的依賴性，減少高分子材料生產過程中造成的環境污染。目前，有關生物基高分子材料的研究主要局限于淀粉塑料、纖維素基材料、PHBV、PLA、PBS、生物基PE等一些天然高分子或熱塑性材料，對于生物基熱固性樹脂研究則相對較少。

環氧樹脂是應用最廣泛的熱固性樹脂之一，全球每年的產量在200萬噸左右，占85％的雙酚A環氧樹脂，主要由雙酚A和環氧氯丙烷2種原料制備而成。環氧氯丙烷可由生物基甘油制得，已經實現產業化，但是67％以上的雙酚A目前完全依賴于石化資源。同時雙酚A對生命體的健康存在極大的威脅，開發可替代雙酚A環氧樹脂的環境友好型樹脂顯得意義重大。同時，環氧樹脂的氧指數為19.8，引燃后能夠在空氣中燃燒，且燃燒速度較快，因此如何提高環氧樹脂的阻燃性能，擴大其應用范圍也是應用型研究的一大課題。

往環氧樹脂中添加阻燃劑，阻燃效率往往不能讓人滿意，一方面為了得到理想的阻燃效果，需要添加大量的阻燃劑，導致了成本的提高，另一方面，因為阻燃劑本身有限的結構設計和相對較低的交聯密度，環氧樹脂的Tg和起始分解溫度也會隨著阻燃劑的添加而降低，機械性能下降。而本征型阻燃是往環氧樹脂中引入易于成炭的結構，在聚合物分解期間，增強其熱穩定性，促進聚合物的芳構化和炭化，最終提高殘炭量，可以避免阻燃劑的遷移，提高阻燃效率。