本發(fā)明涉及有機(jī)合成，尤其涉及一種環(huán)氧活性稀釋劑及其制備方法和應(yīng)用、環(huán)氧樹脂材料。

背景技術(shù)：

1、環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的粘接性能、機(jī)械強(qiáng)度，良好的電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性，在膠粘劑、電子電氣以及汽車制造等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，由于雙酚a型環(huán)氧樹脂在固化后存在交聯(lián)密度高、脆性大、易燃以及黏度大等缺點(diǎn)，難以滿足制造先進(jìn)復(fù)合材料的工藝要求，嚴(yán)重限制了環(huán)氧樹脂在諸多重要領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，在環(huán)氧樹脂體系中添加一定量的稀釋劑是改善環(huán)氧樹脂操作工藝和應(yīng)用性能的重要途徑。環(huán)氧樹脂非活性稀釋劑在固化過(guò)程中不參加體系的化學(xué)反應(yīng)，只能以氣體的形式逸出，不僅會(huì)使樹脂固化物出現(xiàn)空隙，收縮率增大，粘結(jié)力、力學(xué)強(qiáng)度及熱變形溫度降低，同時(shí)排出的vocs會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。而環(huán)氧活性稀釋劑由于結(jié)構(gòu)中存在環(huán)氧基團(tuán)，在固化過(guò)程中不僅無(wú)揮發(fā)物產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境綠色友好，同時(shí)又能稀釋環(huán)氧樹脂并提高固化物的柔韌性，有效改善操作條件和產(chǎn)品性能。

2、現(xiàn)有技術(shù)中環(huán)氧樹脂活性稀釋劑均是以環(huán)氧氯丙烷為原料進(jìn)行制備，以環(huán)氧氯丙烷為原料制備得到的環(huán)氧樹脂活性稀釋劑雖然能夠提高環(huán)氧樹脂的機(jī)械性能，但是機(jī)械性能提高程度有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)氧活性稀釋劑及其制備方法和應(yīng)用、環(huán)氧樹脂材料。本發(fā)明提供的環(huán)氧活性稀釋劑作為稀釋劑用于稀釋環(huán)氧樹脂時(shí)，不僅具有稀釋、降粘作用，同時(shí)，還能提高所得環(huán)氧樹脂材料的機(jī)械性能。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

3、一種環(huán)氧活性稀釋劑，包括以下制備原料：

4、醇類物質(zhì)、甲基環(huán)氧氯丙烷、無(wú)機(jī)堿和相轉(zhuǎn)移催化劑；

5、所述醇類物質(zhì)的碳原子個(gè)數(shù)為1～14；

6、所述醇類物質(zhì)包括脂肪醇和醚醇類物質(zhì)中的一種或多種。

7、優(yōu)選地，所述脂肪醇包括脂肪一元醇、脂肪二元醇、脂肪三元醇和脂肪四元醇中的一種或多種；

8、所述脂肪一元醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、辛醇、癸醇、十一碳醇、十二碳醇、十三碳醇和十四碳醇中的一種或多種；

9、所述脂肪二元醇包括乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇和新戊二醇中的一種或多種；

10、所述脂肪三元醇包括三羥甲基丙烷；

11、所述脂肪四元醇包括季戊四醇；

12、所述醚醇類物質(zhì)包括二甘醇和/或二丙二醇。

13、優(yōu)選地，所述相轉(zhuǎn)移催化劑為季銨鹽；所述季銨鹽包括芐基三乙基氯化銨、芐基三甲基氯化銨、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基硫酸氫銨、三辛基甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨和十二烷基二甲基二聚甘油醚氯化銨中的一種或多種。

14、優(yōu)選地，所述無(wú)機(jī)堿包括氫氧化鈉。

15、優(yōu)選地，所述醇類物質(zhì)和甲基環(huán)氧氯丙烷的物質(zhì)的量的比為1:1～40；

16、所述醇類物質(zhì)和甲基環(huán)氧氯丙烷的總質(zhì)量和所述相轉(zhuǎn)移催化劑的質(zhì)量的比為100:0.01～10；

17、所述醇類物質(zhì)和無(wú)機(jī)堿的物質(zhì)的量的比為1:1～10。

18、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的環(huán)氧活性稀釋劑的制備方法，包括以下步驟：

19、將醇類物質(zhì)、甲基環(huán)氧氯丙烷、無(wú)機(jī)堿和相轉(zhuǎn)移催化劑混合，進(jìn)行反應(yīng)，得到所述環(huán)氧活性稀釋劑。

20、優(yōu)選地，所述反應(yīng)的溫度為20～100℃，保溫時(shí)間為1～24h。

21、本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述的環(huán)氧活性稀釋劑或上述技術(shù)方案所述的制備方法制得的環(huán)氧活性稀釋劑在環(huán)氧樹脂材料中的應(yīng)用。

22、本發(fā)明還提供了一種環(huán)氧樹脂材料，包括以下制備原料：環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑和固化劑；

23、所述活性稀釋劑為上述技術(shù)方案所述的環(huán)氧活性稀釋劑或上述技術(shù)方案所述的制備方法制得的環(huán)氧活性稀釋劑。

24、優(yōu)選地，所述環(huán)氧活性稀釋劑的添加量為環(huán)氧樹脂質(zhì)量的5～20％；

25、所述環(huán)氧樹脂包括雙酚a環(huán)氧樹脂；

26、所述固化劑包括二乙烯三胺。

27、本發(fā)明提供了一種環(huán)氧活性稀釋劑。

28、本發(fā)明以醇類物質(zhì)和甲基環(huán)氧氯丙烷為制備原料制備環(huán)氧活性稀釋劑，所得環(huán)氧活性稀釋劑用于稀釋環(huán)氧樹脂時(shí)，不僅具有稀釋、降粘作用，同時(shí)，還能提高所得環(huán)氧樹脂材料的機(jī)械性能，包括拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度。另外，本發(fā)明擴(kuò)大了環(huán)氧活性稀釋劑的品種；而且，由于甲基支鏈的存在，合成的環(huán)氧活性稀釋劑的沸點(diǎn)較高，使用過(guò)程中，揮發(fā)損失小，對(duì)人體皮膚刺激性小、大氣污染少。此外，甲基環(huán)氧氯丙烷具有良好的絕緣性能、耐化學(xué)腐蝕性能和熱阻性能，以其為原料制備得到的環(huán)氧活性稀釋劑用于制備環(huán)氧樹脂材料時(shí)，能夠提高所得環(huán)氧樹脂材料的絕緣性、耐化學(xué)腐蝕性和熱阻性。

29、進(jìn)一步地，甲基環(huán)氧氯丙烷為工業(yè)上生產(chǎn)異丁烯的副產(chǎn)物甲基環(huán)氧氯丙烷。甲基環(huán)氧氯丙烷作為工業(yè)上生產(chǎn)異丁烯的副產(chǎn)物，產(chǎn)量豐富，本發(fā)明以甲基環(huán)氧氯丙烷作為原料制備環(huán)氧活性稀釋劑，解決了工業(yè)副產(chǎn)物甲基環(huán)氧氯丙烷過(guò)剩問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了副產(chǎn)物甲基環(huán)氧氯丙烷的高附加值化。

技術(shù)特征：

1.一種環(huán)氧活性稀釋劑，其特征在于，包括以下制備原料：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧活性稀釋劑，其特征在于，所述脂肪醇包括脂肪一元醇、脂肪二元醇、脂肪三元醇和脂肪四元醇中的一種或多種；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧活性稀釋劑，其特征在于，所述相轉(zhuǎn)移催化劑為季銨鹽；所述季銨鹽包括芐基三乙基氯化銨、芐基三甲基氯化銨、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、四丁基硫酸氫銨、三辛基甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基氯化銨和十二烷基二甲基二聚甘油醚氯化銨中的一種或多種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧活性稀釋劑，其特征在于，所述無(wú)機(jī)堿包括氫氧化鈉。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)氧活性稀釋劑，其特征在于，所述醇類物質(zhì)和甲基環(huán)氧氯丙烷的物質(zhì)的量的比為1:1～40；

6.權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的環(huán)氧活性稀釋劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)的溫度為20～100℃，保溫時(shí)間為1～24h。

8.權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的環(huán)氧活性稀釋劑或權(quán)利要求6～7任一項(xiàng)所述的制備方法制得的環(huán)氧活性稀釋劑在環(huán)氧樹脂材料中的應(yīng)用。

9.一種環(huán)氧樹脂材料，其特征在于，包括以下制備原料：環(huán)氧樹脂、活性稀釋劑和固化劑；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的環(huán)氧樹脂材料，其特征在于，所述環(huán)氧活性稀釋劑的添加量為環(huán)氧樹脂質(zhì)量的5～20％；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種環(huán)氧活性稀釋劑及其制備方法和應(yīng)用、環(huán)氧樹脂材料。本發(fā)明的環(huán)氧活性稀釋劑包括制備原料醇類物質(zhì)(包括脂肪醇和醚醇類物質(zhì)中的一種或多種)、甲基環(huán)氧氯丙烷、無(wú)機(jī)堿和相轉(zhuǎn)移催化劑；醇類物質(zhì)的碳原子個(gè)數(shù)為1～14。本發(fā)明以醇類物質(zhì)和甲基環(huán)氧氯丙烷為原料制備環(huán)氧活性稀釋劑，所得環(huán)氧活性稀釋劑用于稀釋環(huán)氧樹脂時(shí)，不僅具有稀釋、降粘作用，同時(shí)，還能提高所得環(huán)氧樹脂材料的機(jī)械性能(拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度)。另外，本發(fā)明擴(kuò)大了環(huán)氧活性稀釋劑的品種，且由于甲基支鏈的存在，合成的環(huán)氧活性稀釋劑的沸點(diǎn)較高，使用過(guò)程中，揮發(fā)損失小，對(duì)人體皮膚刺激性小、大氣污染少。

技術(shù)研發(fā)人員：朱新寶,李博濤,任亞平,王芳,程振朔,汪允浩,吳長(zhǎng)平,黃健
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京林業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2