[發(fā)明專利]一種生物基多官能阻燃環(huán)氧丙烯酸酯及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110595247.2
• 申請日: 2021-05-28
• 公開（公告）號: CN113292910B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁騰;吳煌;黃錦清;張婧怡;楊卓鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C09D167/06
• 分類號: C09D167/06;C09D163/10;C08G63/692;C08G59/32;C09D11/101;C09D11/104;C09J167/06
• 代理公司: 佛山市恒瑞知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44688
• 代理人: 史亮亮

本申請公開一種生物基多官能阻燃環(huán)氧丙烯酸酯及其制備方法和應(yīng)用，采用兩種方式制得生物基多官能阻燃環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物，通過開環(huán)酯化反應(yīng)，在生物基環(huán)氧樹脂中引入二乙基磷乙酸，能有效地起到阻燃的作用，從而增強(qiáng)固化膜的耐燃性；將間苯二酚二縮水甘油醚和環(huán)氧植物油作為主要原料制備多官能度生物基環(huán)氧丙烯酸酯，能有效地將生物質(zhì)引用于光固化涂料中，降低了石油基原料的使用；選擇衣康酸代替來源于石油產(chǎn)物的(甲基)丙烯酸，增加生物質(zhì)在光固化涂料中的應(yīng)用；且衣康酸與環(huán)氧植物油進(jìn)行開環(huán)反應(yīng)對聚合物既有擴(kuò)鏈作用，也有利于提高環(huán)氧植物油基丙烯酸酯的官能度，提高光固化膜的柔韌性和拉伸強(qiáng)度等相關(guān)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于UV固化材料領(lǐng)域，具體涉及一種生物基多官能阻燃環(huán)氧丙烯酸酯及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前，生活中使用的大部分材料都是可燃性的，像塑料、橡膠、纖維、還有經(jīng)常接觸的木材等。在這些材料表面添加一層阻燃性固化膜，有利于提高材料的耐燃性。阻燃劑一般可以分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑，添加型阻燃劑是通過物理方法將其與聚物物材料混合；反應(yīng)型阻燃劑則是作為一種單體參加聚合反應(yīng)，因其本身具有阻燃成分，對聚合物材料的使用性能影響較小，阻燃性也會較持久。現(xiàn)在，大多反應(yīng)型阻燃劑是利用阻燃成分與環(huán)氧樹脂反應(yīng)制備成多元醇，再將其制備成阻燃性聚氨酯或者阻燃性聚氨酯丙烯酸酯應(yīng)用于涂料中，然而，這些環(huán)氧樹脂大多來自于石油產(chǎn)品，對石油資源有較大的依賴性，由于石油資源的短缺，且石油產(chǎn)品大多對生態(tài)會造成一定的破壞，這限制了其在涂料中的使用。將阻燃性成分與生物質(zhì)結(jié)合，能有效減少對石油資源的依賴，降低阻燃劑價格和減少環(huán)境污染等。

環(huán)氧丙烯酸酯主要是利用環(huán)氧樹脂與(甲基)丙烯酸發(fā)生開環(huán)酯化制得，因在開環(huán)酯化反應(yīng)中會產(chǎn)生羥基，所以環(huán)氧丙烯酸酯含有較多的羥基，這有利于附著于極性基材和顏料的潤濕，且環(huán)氧丙烯酸酯也有較快的固化速度，在目前，環(huán)氧丙烯酸酯在光固化涂料中是應(yīng)用最為廣泛，用量最大的一類原材料。通過制備生物質(zhì)環(huán)氧樹脂，將阻燃性有效成分與生物質(zhì)環(huán)氧樹脂結(jié)合，制備阻燃性生物基環(huán)氧丙烯酸酯，這將能有效提高阻燃劑的使用效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種生物基多官能阻燃環(huán)氧丙烯酸酯的制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種生物基多官能阻燃環(huán)氧丙烯酸酯的制備方法，包括如下步驟：

在帶有溫度計的三口燒瓶中加入間苯二酚二縮水甘油醚、衣康酸、二乙基磷乙酸、催化劑三苯基膦和阻聚劑(優(yōu)選對苯二酚)，在75～85℃中攪拌機(jī)攪拌0.5～1h，然后升溫至90～100℃繼續(xù)反應(yīng)1～3h，得到一種含磷間苯二酚基環(huán)氧丙烯酸酯。

優(yōu)選的，所述間苯二酚二縮水甘油醚、衣康酸和二乙基磷乙酸之間的摩爾比為3：(1～2)：(2～4)。

優(yōu)選的，所述三苯基膦用量為間苯二酚二縮水甘油醚、衣康酸和二乙基磷乙酸總重量的0.5％～2％。

優(yōu)選的，所述阻聚劑的用量為衣康酸總重量的0.01％～1％，阻聚劑為對苯二酚、對羥基苯甲醚、2,5-二叔丁基對甲苯酚、對甲氧基苯酚、2-叔丁基對苯二酚或?qū)Ρ锦械闹辽僖环N。

優(yōu)選地，催化劑為N,N-二甲基苯胺、三乙胺、四乙基溴化銨、三苯基膦、三甲基芐基溴化銨或N,N-二甲基芐銨中的至少一種。

在帶有溫度計的三口燒瓶中加入環(huán)氧植物油、衣康酸、二乙基磷乙酸、三苯基膦和阻聚劑(優(yōu)選對苯二酚)，在75～85℃中攪拌機(jī)攪拌0.5～1h，然后升溫至110～130℃繼續(xù)反應(yīng)1～3h，得到一種含磷植物油基環(huán)氧丙烯酸酯。

優(yōu)選的，所述環(huán)氧植物油、衣康酸和二乙基磷乙酸之間的摩爾比為1：(0.5～1)：(1～2)。

優(yōu)選的，所述三苯基膦用量為環(huán)氧植物油、衣康酸和二乙基磷乙酸總重量的0.5％～2％。