[發明專利]一種基于白藜蘆醇的全生物基環氧樹脂的制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210338600.3
• 申請日: 2022-04-01
• 公開（公告）號: CN114736354B
• 公開（公告）日: 2023-09-12
• 發明（設計）人: 梁利巖;劉小紅;劉家銘;秦靜靜
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司;國科廣化精細化工孵化器（南雄）有限公司;國科廣化（南雄）新材料研究院有限公司;國科廣化韶關新材料研究院
• 主分類號: C08G59/32
• 分類號: C08G59/32;C08G59/42
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 桂婷

本發明屬于生物基高分子材料技術領域，公開了一種基于白藜蘆醇的全生物基環氧樹脂的制備方法和應用。本發明通過制備一系列基于白藜蘆醇的活性酯固化劑后，再與制備的一種基于白藜蘆醇的縮水甘油醚進行固化，得到了一種基于白藜蘆醇的全生物基環氧樹脂材料，對構建高生物質含量的生物基高分子材料具有重要意義。本發明所得到的環氧樹脂材料在兼具有高生物質含量的同時還具有優異的耐熱性，可運用于電子封裝材料和可再生的生物基高分子材料等領域。

技術領域

本發明屬于生物基高分子材料技術領域，具體涉及一種基于白藜蘆醇的全生物基環氧樹脂的制備方法和應用。

背景技術

環氧樹脂是最重要的高分子材料之一，由于其優異的機械性能，耐熱性能，耐溶劑性能，電絕緣性能以及尺寸穩定性等，廣泛應用于涂料、膠粘劑、先進復合材料和電子封裝等領域。然而，幾乎所有的商用環氧樹脂都是由石油資源生產的，其中約90％的環氧樹脂是由環氧氯丙烷和雙酚A(BPA)合成的雙酚A(DGEBA)雙縮水甘油醚。環氧樹脂過分依賴于石油資源，不僅加速了石油資源的消耗，還使得二氧化碳的排放量急速增加，導致全球變暖問題日益嚴峻。

此外，BPA被認為是一種內分泌干擾物和致毒物質，因此被許多國家禁止在食品接觸材料中使用。考慮到雙酚A引起的能源和健康問題，開發可持續、安全的生物質資源以替代雙酚A制備生物基環氧樹脂引起了人們的興趣。

在過去的幾十年里，生物基環氧樹脂領域取得了巨大的進展，可以從各種生物質原料中得到，包括植物油、腰果酚、衣康酸、異山梨醇、阿魏酸、白藜蘆醇、丁香酚和香草醛。其中，白藜蘆醇(Resveratrol，Res)是許多植物體受到外界刺激時產生的一種抗毒素，被成為植物抗菌素，也被用于心血管保護、抗炎、抗氧化的藥物中。Res來源也十分廣泛，可在葡萄、蘋果、虎杖等多種植物種提取。但有趣的是，越來越多的研究將Res作為一種原料單體在聚合物材料中應用。這是因為Res具有特殊的化學結構，其中的三個酚羥基，使其具有易于化學修飾的能力。此外，其堅硬的共軛二苯乙烯結構有望為白藜蘆醇制備的熱固性樹脂提供高耐熱性。例如，論文European?Polymer?Journal,2019,116,526–533制備了一種基于白藜蘆醇的苯并惡嗪樹脂(RES-fa)。由于白藜蘆醇的高交聯密度和剛性結構單元，固化后的RES-fa的TgTMA高達312℃。專利申請文本201911392626.0利用白藜蘆醇基環氧樹脂與碳纖維材料進行復合，制備了一種高交聯密度，力學強度優異且耐熱性好的生物基碳纖維復合材料。這些以白藜蘆醇為單體制備的生物基環氧樹脂材料均表現出一定的力學性能，甚至體現出較為優異的綜合性能。然而，他們所制備的生物基環氧樹脂材料仍有一定的缺陷，因為，他們僅將白藜蘆醇作為單體，通過與環氧氯丙烷合成一種三官能度的白藜蘆醇縮水甘油醚，最后再與非可再生的酸酐類或胺類固化劑得到一系列低生物質含量的生物基環氧樹脂材料。由此可見，目前有關生物基環氧樹脂材料尤其是基于白藜蘆醇的生物基環氧樹脂材料的研究還不能滿足科研和實際應用中所提出的高生物基含量兼顧高性能的發展目標。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種基于白藜蘆醇的全生物基環氧樹脂的制備方法。

本發明另一目的在于提供上述方法制備的基于白藜蘆醇的全生物基環氧樹脂。

本發明再一目的在于提供上述基于白藜蘆醇的全生物基環氧樹脂的應用。

本發明的目的通過下述方案實現：

一種基于白藜蘆醇的全生物基環氧樹脂的制備方法，包括以下步驟：

(1)一種基于白藜蘆醇的縮水甘油醚REEP的制備：在氮氣氛下將(E)-5-(4-羥基苯乙烯基)苯-1,3-二醇(反式白藜蘆醇)和環氧氯丙烷混合，加熱至80-90℃后，再加入催化劑，溶液由原來的白色漿液變成黃色乳液，保溫反應4-6h后，降溫至45-50℃，然后將溶于甲醇的NaOH加入其中，過夜反應后，將所得反應液純化，所得乳白色沉淀物即基于白藜蘆醇的縮水甘油醚，命名為REEP；