含有酸酐基团的自固化环氧树脂及其制备方法
【专利摘要】含有酸酐基团的自固化环氧树脂及其制备方法，按比例，将1摩尔含有共轭双键的一元脂肪酸与6-10摩尔环氧氯丙烷在100-120℃反应2-6小时，冷却至20-60℃，然后再加入1摩尔固体氢氧化钠和0.001摩尔的相转移催化剂闭环反应6-12小时，过滤并回收过量的环氧氯丙烷，得到共轭脂肪酸缩水甘油酯；1摩尔共轭脂肪酸缩水甘油酯再与1摩尔马来酸酐在90-110℃进行Diels-Alder双烯加成反应0.5-2小时，得到一种含有酸酐基团的自固化环氧树脂。与现有技术形成的线性聚合物相比，本发明给出的这种自固化的环氧树脂固化后，具有热固性交联聚合物的力学特性，具有较高的模量和强度。
【专利说明】含有酸酐基团的自固化环氧树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种环氧树脂的制备方法，尤其涉及一种同时含有环氧基和酸酐基团的自固化环氧树脂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]环氧树脂是最主要的热固性树脂之一。而环氧树脂的应用一般都需要两个组分:环氧树脂和固化剂。环氧树脂和固化剂混合后，通过不同的化学反应，可以相互交联，从而形成高强度的热固性固化物。固化剂的种类主要有胺类、酸酐类和潜伏性固化剂。在环氧树脂和固化剂的混合过程中，由于混合的不均匀或者是气泡等原因，会造成所形成的的固化物中存在一些缺陷，而这些缺陷正是材料的脆弱点，直接导致了材料在应力作用下的过早破坏。另外，有些环氧树脂或者固化剂的粘度比较大，共混的时候需要加入一些有机溶剂来进行稀释，这些有机溶剂的挥发会污染大气环境和危害人体健康。为此，一些单组份的环氧固化体系被发明，比如微胶囊固化剂。微胶囊固化剂是将固化剂包裹在微胶囊中，均匀分布于环氧树脂中。然而，微胶囊需要一定的条件破裂，如果破裂不完全，也会导致混合不均匀，从而导致固化不均匀的问题。
[0003]因此，如果一种化学物质能够在常温下稳定，而在特定条件下可以发生自身的交联反应并形成固化物，这就能最大限度地减少混合过程中的不均匀性导致的固化物缺陷。Mikroyannidis 合成了 一系列的自固化的环氧化合物(J.A.Mikroyannidis, Self-curingepoxy compounds, Journal of Applied Polymer Science, 1990，41，2613-2624.),这些缩水甘油醚或者缩水甘油酯都含有一个羧基、氨基或者是酚羟基，从而在加热的情况下，能够使得这些化合物自身发生交联反应，形成聚合物。然而，这些化合物由于只含有一个环氧基和一个其他活性反应基团，热固化后只能形成线性高分子，而不能形成热固性交联聚合物。
[0004]酸酐类固化剂与环氧树脂在常温下共混后，如果不加热，是比较稳定的。在使用中，一般是将酸酐和环氧树脂`按照一定比例混合后，加入微量叔胺促进剂，在加热的条件下进行固化。本发明给出了一种含有酸酐基团的环氧化合物，这种化合物在常温下是低粘度液体，加入少量促进剂后，在加热的情况下可以自交联成一种热固性交联聚合物，固化工艺简单，固化物的力学性能优异。
【发明内容】
[0005]解决的技术问题:本发明提供一种含有酸酐基团的自固化环氧树脂及其制备方法，该自固化环氧树脂使用时不需要与固化剂共混，就能够在合适的条件下，自行固化成型
[0006]技术方案:一种含有酸酐基团的自固化环氧树脂，结构式如下所示:
[0007]
【权利要求】
1.一种含有酸酐基团的自固化环氧树脂，其特征在于结构式如下所示:
2.权利要求1所述含有酸酐基团的自固化环氧树脂的制备方法，其特征在于步骤为:按比例，将I摩尔含有共轭双键的一元脂肪酸与6-10摩尔环氧氯丙烷在100-120°C反应2-6小时，冷却至20-60°C，然后再加入I摩尔固体氢氧化钠和0.001摩尔的相转移催化剂闭环反应6-12小时，过滤并回收过量的环氧氯丙烷，得到共轭脂肪酸缩水甘油酯；1摩尔共轭脂肪酸缩水甘油酯再与I摩尔马来酸酐在90-110°C进行Diels-Alder双烯加成反应0.5-2小时，得到一种含有酸酐基团的自固化环氧树脂。
3.根据权利要求2所述含有酸酐基团的自固化环氧树脂的制备方法，其特征在于所述含有共轭双键的一元脂肪酸是α-桐酸、β_桐酸或脱水蓖麻油酸。
4.根据权利要求2所述含有酸酐基团的自固化环氧树脂的制备方法，其特征在于所述相转移催化剂为苄基三乙 基氯化铵。
【文档编号】C08G59/24GK103819463SQ201410014466
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年1月13日 优先权日:2014年1月13日
【发明者】黄坤, 夏建陵, 李守海, 李梅, 张燕, 杨小华, 陈瑶 申请人:中国林业科学研究院林产化学工业研究所