[發(fā)明專利]一種生物基苯并噁嗪前驅(qū)體及其制備方法與應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110568194.5
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN115386059A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王帥朋;代金月;劉小青
• 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: C08G14/073
• 分類號: C08G14/073;C08G14/09;C09D161/34;C09D5/16;C09D5/14
• 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: 王鋒

本發(fā)明公開了一種生物基苯并噁嗪前驅(qū)體及其制備方法與應(yīng)用。所述生物基苯并噁嗪前驅(qū)體的制備方法包括：使包含天然黃酮類化合物、單胺和甲醛的混合反應(yīng)體系于50～70℃發(fā)生Mannich反應(yīng)36～72h，制得生物基苯并噁嗪前驅(qū)體。本發(fā)明提供的方法簡單，操作簡便，可控性好，易于實(shí)施，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；本發(fā)明制備的生物基苯并噁嗪前驅(qū)體能夠在較低溫度下開環(huán)聚合制得熱固性聚苯并噁嗪樹脂，使得熱固性聚苯并噁嗪樹脂具備了優(yōu)異的抗腐蝕性能、力學(xué)性能、熱學(xué)性能以及抗菌殺藻性能等，具有替代現(xiàn)有石油基產(chǎn)品的可能性，使用范圍廣泛，可用于制備具有海洋抗污性能的聚苯并噁嗪樹脂涂層。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物基熱固性樹脂技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種生物基苯并噁嗪前驅(qū)體及其制備方法與應(yīng)用，尤其涉及一種基于天然黃酮類化合物的生物基苯并噁嗪前驅(qū)體及其海洋抗污涂料領(lǐng)域的應(yīng)用。

背景技術(shù)

21世紀(jì)是全世界人類的海洋世紀(jì)，開發(fā)和利用廣闊的海洋資源已經(jīng)成為社會發(fā)展的重中之重。然而，用于開發(fā)海洋資源的船舶、海上平臺、海上鉆井平臺等工程結(jié)構(gòu)以及水產(chǎn)養(yǎng)殖設(shè)施由于長期處于海洋環(huán)境中，非常容易被大量的海洋污損物附著，而這些海洋生物的附著會造成嚴(yán)重的后果和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前，最有效的應(yīng)對手段是涂裝含防污劑的防污涂料，但是目前主流使用的海洋防污劑均存在污染海洋環(huán)境的問題且耐久性不佳，抗污作用隨著涂層服役時間的不斷延長而減弱，且抗污劑在此過程中會從樹脂基體中不斷析出而持續(xù)污染海洋環(huán)境。

另一方面，現(xiàn)階段的海洋防污涂料中的基體樹脂幾乎百分百來源于石油基產(chǎn)品，而石油基產(chǎn)品的生產(chǎn)制備過程會不可避免地對我們所處的自然環(huán)境造成污染，同時，石油基產(chǎn)品均是由不可持續(xù)、不可再生的石化資源獲得，伴隨著其儲量的日益枯竭，必然會造成石油基高分子材料成本的不斷增加。最近，在保護(hù)環(huán)境、降低生產(chǎn)成本與節(jié)約石油資源的多重壓力下，源自可持續(xù)資源的環(huán)境友好型生物基高分子材料逐漸進(jìn)入人們的視野，對其的研究和開發(fā)利用也愈發(fā)受到人們的重視。因此，利用生物基原料的多樣性，以生物基原料制備具有本征抗污能力的高性能樹脂，是未來海洋防污涂料非常重要的一個發(fā)展趨勢。

近年來，苯并噁嗪樹脂因其優(yōu)良的熱穩(wěn)定性能、幾乎為零的體積收縮率、極低的表面能、良好的阻燃性和電氣絕緣性能、優(yōu)異的耐腐蝕性等特點(diǎn)引起了廣大研究人員極大的興趣。同其他高分子材料一樣，苯并噁嗪在原材料的可用性、成本甚至環(huán)保性方面都面臨著相同的挑戰(zhàn)。因此，生物基苯并噁嗪也是當(dāng)前苯并噁嗪領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的一個非常重要的研究方向。

專利CN110240684A中公開了以柚皮素(氫化黃酮類化合物)為原料制備得到了一種含有分子內(nèi)氫鍵的苯并噁嗪單體，但是基于此類的苯并噁嗪聚合物并沒有表現(xiàn)出抗菌和殺滅海藻的性能。天然黃酮類化合物(Flavonoids)即具有C₆-C₃-C₆結(jié)構(gòu)的一類化合物的總稱，在植物界分布很廣，具有抗氧化以及抑制病變細(xì)胞生長等作用。例如，木犀草素、黃岑素等均有一定的抗菌作用；槲皮素、山奈酚等具有抗病毒作用；從菊花、獐牙菜中分離得到的黃酮類單體對HIV病毒有較強(qiáng)抑制作用，染料木素、鷹嘴豆牙素A(雞豆黃素A)對HIV病毒也有一定抑制作用，而且目前研究工作中發(fā)現(xiàn)，基于黃酮結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂和苯并噁嗪樹脂均表現(xiàn)出了優(yōu)異的熱學(xué)和力學(xué)性能，非常有潛力成為一種能夠用于高性能樹脂材料制備的新型生物基平臺化合物。但是，該類苯并噁嗪樹脂的固化通常需要較高的溫度(120～220℃)，這是一個制約苯并噁嗪樹脂廣泛應(yīng)用的難點(diǎn)問題，因此，如何在較為溫和條件下固化苯并噁嗪樹脂是苯并噁嗪樹脂的一個非常重要的研究方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種生物基苯并噁嗪前驅(qū)體及其制備方法與應(yīng)用，以克服現(xiàn)有技術(shù)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)施例提供了一種生物基苯并噁嗪前驅(qū)體，它具有如式(I)所示的結(jié)構(gòu)：