專(zhuān)利名稱(chēng)：一種腰果酚醛環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)基環(huán)氧樹(shù)脂及其制造方法，尤其涉及一種腰果酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著石油、煤等不可再生的資源逐漸枯竭，能源危機(jī)問(wèn)題日益嚴(yán)重，可再生資源的開(kāi)發(fā)利用引起世界各國(guó)的普遍關(guān)注。其中以生物質(zhì)資源為原料制備高分子聚合物材料越來(lái)越受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的重視。環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)良的物理機(jī)械和電絕緣性能、與各種材料的粘接性能以及使用工藝靈活等諸多優(yōu)點(diǎn)，可制成涂料、膠粘劑以及高分子復(fù)合材料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。但目前市場(chǎng)上通用的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂為 兩官能度的環(huán)氧樹(shù)脂，固化產(chǎn)物交聯(lián)密度不高，耐熱性較低；其次，因通用的雙酚A環(huán)氧樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)以苯環(huán)剛性基團(tuán)為主，因此固化物的脆性較大。腰果酚是一種豐富價(jià)廉的可再生天然資源。大量研究表明，腰果酚是同類(lèi)生物質(zhì)化學(xué)材料中最有發(fā)展前途的非石油替代物。腰果酚分子結(jié)構(gòu)中含有大量的酚羥基、長(zhǎng)鏈烴基，可替代多種酚類(lèi)精細(xì)石化原料合成許多具有特殊功能的化學(xué)品及高分子材料，為電子化學(xué)品、航天航空、車(chē)輛船舶、化學(xué)建材等領(lǐng)域?qū)μ胤N材料的需求開(kāi)辟了新的途徑。美國(guó)專(zhuān)利US1819416以腰果殼液為添加劑制備了用于電絕緣的橡膠組合物，從而賦予橡膠腰果酚固有的功能特性，提高了橡膠的耐濕性。中國(guó)專(zhuān)利CN101508865A以腰果酚為主要組分制備了無(wú)溶劑腰果酚環(huán)氧重防腐漆，克服了一般環(huán)氧樹(shù)脂毒性大、適用期短、配比范圍窄等缺點(diǎn)。於寧等通過(guò)對(duì)腰果殼液化學(xué)改性制備了水性腰果酚環(huán)氧固化劑，并與水性環(huán)氧乳液配合使用，組成的水性環(huán)氧樹(shù)脂體系具有低表面處理、快速重涂、高性能、低成本、低毒性等優(yōu)勢(shì)。英國(guó)專(zhuān)利GB2262525A通過(guò)腰果酚與環(huán)氧乙烷反應(yīng)制備出不同聚合度的烷氧基化腰果酚聚氧乙烯醚。研究表明，該腰果酚聚氧乙烯醚具有表面活性劑的特性，但由于腰果酚為混合物，且側(cè)鏈為不飽和烷烴，因而性能不穩(wěn)定，達(dá)不到應(yīng)用要求。中國(guó)專(zhuān)利CN102206336A通過(guò)對(duì)腰果酚催化加氫和環(huán)氧化改性，使不飽和側(cè)鏈烷烴變?yōu)轱柡屯闊N，腰果酚聚氧乙烯醚的性能穩(wěn)定性得到提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種腰果酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法。該方法由腰果酚與甲醛縮聚后，再與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)制得腰果酚醛環(huán)氧樹(shù)脂。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)便，反應(yīng)條件溫和。所制備的環(huán)氧樹(shù)脂是一種多官能度的環(huán)氧樹(shù)脂，其分子結(jié)構(gòu)中既含有苯環(huán)剛性基團(tuán)又含有烷基長(zhǎng)鏈基團(tuán)，兼具了酚醛樹(shù)脂的高熱穩(wěn)定性及環(huán)氧樹(shù)脂的高反應(yīng)性，可應(yīng)用于生態(tài)塑料及涂料。本發(fā)明的技術(shù)方案一種腰果酚醛環(huán)氧樹(shù)脂，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1. 一種腰果酚醛環(huán)氧樹(shù)脂，其特征在于，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下其中，R=-C15H31_2x, X=O 3, n=l 4。
2.制備權(quán)利要求1所述的腰果酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的方法，其特征在于，步驟為第一步，在催化劑作用下，將腰果酚與甲醛于7(T10(TC反應(yīng)2 4h，水洗，靜置分層，除去水層，減壓蒸餾除去剩余的水分，得到棕紅色液體腰果酚醛樹(shù)脂，其中，催化劑用量為腰果酚質(zhì)量的19Γ3%，甲醛的用量為腰果酚物質(zhì)的量的O. 5^1. O倍；第二步，在季銨鹽催化劑作用下，將上述腰果酚醛樹(shù)脂與環(huán)氧氯丙烷于8(T12(TC反應(yīng) 4 6h，其中，季銨鹽催化劑用量為腰果酚醛樹(shù)脂質(zhì)量的19Γ3%，環(huán)氧氯丙烷用量為腰果酚物質(zhì)的量的8 12倍；第三步，將上述反應(yīng)物冷卻至70°C，2h內(nèi)分8 12次加入堿，在7(T90°C反應(yīng)f 6h，熱水洗滌至中性，靜置分層，除去水層，減壓蒸餾除去過(guò)量的環(huán)氧氯丙烷，得到棕紅色液體腰果酚醛環(huán)氧樹(shù)脂。
3.如權(quán)利要求2所述的制備腰果酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的方法，其特征在于，第一步中所述的催化劑，為乙酸鋅、草酸、鹽酸、氫氧化鋇中的任意一種；甲醛是質(zhì)量濃度為37%的水溶液。
4.如權(quán)利要求2所述的制備腰果酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的方法，其特征在于，第二步中所述的季銨鹽催化劑，為芐基三乙基氯化銨、四甲基氯化銨、四乙基氯化銨、四甲基溴化銨、四乙溴化銨、四丁基溴化銨中的任意一種。
5.如權(quán)利要求2所述的制備腰果酚醛環(huán)氧樹(shù)脂的方法，其特征在于，第三步中所述的堿為固體NaOH或Κ0Η，用量為腰果酚物質(zhì)的量的1. (Tl.1倍。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種腰果酚醛環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法。在催化劑作用下，將腰果酚與甲醛反應(yīng)得到棕紅色液體腰果酚醛樹(shù)脂。在季銨鹽催化作用下，將上述腰果酚醛樹(shù)脂與環(huán)氧氯丙烷于80~120℃反應(yīng)4h。將上述反應(yīng)物冷卻至70℃，2h內(nèi)分8~12次加入堿，在70~90℃反應(yīng)1~6h，熱水洗滌至中性，靜置分層，除去水層，減壓蒸餾除去過(guò)量的環(huán)氧氯丙烷，得到棕紅色液體腰果酚醛環(huán)氧樹(shù)脂，環(huán)氧值為0.17~0.23eq/100g。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)便，反應(yīng)條件溫和，制備的腰果酚醛環(huán)氧樹(shù)脂是一種同時(shí)含有苯環(huán)和烷基長(zhǎng)鏈的多官能度的環(huán)氧樹(shù)脂，兼具了酚醛樹(shù)脂的高熱穩(wěn)定性及環(huán)氧樹(shù)脂的高反應(yīng)性，可應(yīng)用于生態(tài)塑料及涂料。
文檔編號(hào)C08G59/08GK103012743SQ201210545038
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者孔振武, 霍淑平, 陳健, 吳國(guó)民, 劉貴鋒 申請(qǐng)人:中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所