本发明涉及精细化工领域领域，具体涉及一种亚麻油改性水性苯并噁嗪树脂及其制备方法。
背景技术：
苯并噁嗪树脂是一种新开发的新型酚醛树脂，一般由酚类化合物、伯胺类化合物和甲醛经缩合反应制得。在加热的条件下发生开环聚合，生成含氮且类似于酚醛树脂的网状物，苯并噁嗪树脂具有阻燃、固化速度快、硬度高、耐热等级高、介电性能优良等诸多优点，作为其他树脂固化剂或复合材料树脂基体广泛应用于民用、航空、军工等领域。由于其噁嗪环结构的疏水性，苯并噁嗪树脂通常选用有机溶剂如苯、甲苯等作为稀释剂。有机溶剂的存在会引发环境污染、危害人类的身体健康等问题。同时现有苯并噁嗪树脂大多存在着脆性大、柔韧性差的问题，这大大限制了其在各个领域的应用。
关于水性苯并噁嗪树脂，专利cn103951808b公开了一种“水溶性苯并噁嗪树脂及其制备方法”，其所制备的苯并噁嗪树脂具有很好的水溶性，同时能够在较低温度下快速固化。但是其并未具体阐述所制备的水溶性苯并噁嗪的性能，包括成膜性能，阻燃性等。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种保持高阻燃性的情况下，能具有水溶性的苯并噁嗪树脂及其制备方法，使用本方法制备的苯并噁嗪树脂具有良好的水溶性和优异的柔韧性。
上述目的通过以下技术方案实现：
一种亚麻油改性的水性苯并噁嗪树脂由甲醛，乙二胺，双酚a，硅烷偶联剂，亚麻油，水性功能单体物质六种成分制备而成，所述的甲醛，乙二胺，双酚a，硅烷偶联剂，亚麻油，水性功能单体物质的量的比例为:6:(1-2)：(0.5-3):(0-2):(0-3):(1-4)。
所述的硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基二甲基乙氧基硅烷。
所述的水性功能单体为1,4-丁二醇-2-磺酸钠、n-甲基二乙醇胺。
一种亚麻油改性的水性苯并噁嗪树脂的制备方法包含以下步骤：
(1)、室温下，取37wt％的甲醛水溶液置于反应器中，用三乙胺调节ph至8-10；
(2)、加入乙二胺，升温至40℃，搅拌反应10-60min；
(3)、加入双酚a，剧烈搅拌升温至80℃-90℃；
(4)、加入硅烷偶联剂，搅拌反应2-4h；
(5)、加入亚麻油，升温至100℃，继续反应1-2h；
(6)、加入水性功能单体，95℃下保温搅拌反应0.5-2h；在一定压力下减压蒸馏0.5-2h，降温至30℃，出料，得到粘稠状深黄色液体，即亚麻油改性水性苯并噁嗪树脂。
所述的一定压力下减压蒸馏的真空度为0.05-0.09mpa。
由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：
1、本发明涉及一种亚麻油改性水性苯并噁嗪树脂及其制备方法，在制备过程中，以水为分散介质，无有毒溶剂，制备过程环保、无污染。所制备的亚麻油改性的水性苯并噁嗪树脂具有良好的水溶性，在使用过程中无需添加有机溶剂，可以应用于水性体系，健康环保；
2、使用本方法制备的亚麻油改性水性苯并噁嗪树脂，引入了亚麻油软段，具有良好的柔韧性，明显改善了常规苯并噁嗪树脂的成膜性能；
3、使用本方法制备的亚麻油改性的水性苯并噁嗪树脂，引入了硅氧烷偶联剂，提高了树脂的交联密度，以及与基材的附着力，具有良好的阻燃性，同时树脂中不含卤素和磷元素，燃烧过程中无有害气体释放，环保性能好；
4、使用本方法制备的亚麻油改性水性苯并噁嗪树脂，因为其具有良好的水溶性，所以可以作为水性体系的固化剂使用，固化过程中无任何小分子物质产生，具有很好的环保性。属于绿色环境友好材料；
5、使用本方法制备的亚麻油改性水性苯并噁嗪树脂，由于具有良好的成膜性能，可以作为单一成膜物质，应用于水性涂料。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例一
室温下，取37wt％的甲醛水溶液置于反应器中，用三乙胺调节ph至8，加入乙二胺，升温至40℃，搅拌反应10min，加入双酚a，剧烈搅拌升温至80℃，加入硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌反应2h，加入亚麻油，升温至100℃，继续反应2h，加入水性功能单体1,4-丁二醇-2-磺酸钠，95℃下保温搅拌反应1h；在真空度为0.05mpa下减压蒸馏2h，降温至30℃，出料，得到粘稠状深黄色液体，即亚麻油改性水性苯并噁嗪树脂，命名为树脂a，其中甲醛，乙二胺，双酚a，硅烷偶联剂，亚麻油，水性功能单体物质的量的比例为6:1:1:1:1:2。
实施例二
室温下，取37wt％的甲醛水溶液置于反应器中，用三乙胺调节ph至10，加入乙二胺，升温至40℃，搅拌反应30min，加入双酚a，剧烈搅拌升温至90℃，加入硅烷偶联剂3-氨丙基二甲基乙氧基硅烷，搅拌反应2h，加入亚麻油，升温至100℃，继续反应1h，加入水性功能单体1,4-丁二醇-2-磺酸钠，95℃下保温搅拌反应1h；在真空度为0.09mpa下减压蒸馏1h，降温至30℃，出料，得到粘稠状深黄色液体，即亚麻油改性水性苯并噁嗪树脂，命名为树脂b，其中甲醛，乙二胺，双酚a，硅烷偶联剂，亚麻油，水性功能单体物质的量的比例为6:1:1:1.5:1.5:3。
实施例三
室温下，取37wt％的甲醛水溶液置于反应器中，用三乙胺调节ph至10，加入乙二胺，升温至40℃，搅拌反应60min，加入双酚a，剧烈搅拌升温至90℃，加入硅烷偶联剂3-氨丙基二甲基乙氧基硅烷，搅拌反应2h，加入亚麻油，升温至100℃，继续反应1h，加入水性功能单体n-甲基二乙醇胺，95℃下保温搅拌反应1h；在真空度为0.06mpa下减压蒸馏2h，降温至30℃，出料，得到粘稠状深黄色液体，即亚麻油改性水性苯并噁嗪树脂，命名为树脂c，其中甲醛，乙二胺，双酚a，硅烷偶联剂，亚麻油，水性功能单体物质的量的比例为6:1:1:1.5:1.5:3。
实施例四
室温下，取37wt％的甲醛水溶液置于反应器中，用三乙胺调节ph至8，加入乙二胺，升温至40℃，搅拌反应10min，加入双酚a，剧烈搅拌升温至80℃，加入硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷，搅拌反应2h，加入亚麻油，升温至100℃，继续反应2h，加入水性功能单体n-甲基二乙醇胺，95℃下保温搅拌反应1h；在真空度为0.08mpa下减压蒸馏1h，降温至30℃，出料，得到粘稠状深黄色液体，即亚麻油改性水性苯并噁嗪树脂，命名为树脂d，其中甲醛，乙二胺，双酚a，硅烷偶联剂，亚麻油，水性功能单体物质的量的比例为6:1:1:1:1:2。
总结
1.产物的水溶性测试
在室温25℃,标准大气压下,取100g蒸馏水于烧杯中,将实施例一至实施例四中合成的水性苯并噁嗪树脂,每次滴加0.1g至烧杯中,搅拌至水性苯并噁嗪树脂完全溶解。重复操作,直至不断搅拌后仍无法完全溶解,记录滴加搅拌至水性苯并噁嗪树脂完全溶解的质量,计算实施例的溶解度。
树脂a、b、c、d在水中的溶解度分别为18g、20g、12g以及14g，说明所制备的亚麻油改性水性苯并噁嗪树脂具有良好的水溶性。
2.产物的阻燃性能测试
将实施例一至实施例四中制得的亚麻油改性的水性苯并噁嗪树脂a、b、c、d加入环氧树脂中,加入丙酮搅拌均匀,然后放入真空干燥箱中将环氧树脂中的气泡除去，其中苯并噁嗪树脂的添加量为20wt％。最后将液体浇注到模具中,在120℃固化2h、180℃继续固化2h。固化完成后冷却至室温,样品用于测试性能,分别用jf-3型氧指数测定仪进行极限氧指数(loi)测试,测定结果如下表所示。
3.产物的柔韧性能测试
参照国家标准gb/t7193-2008对亚麻油改性水性苯并噁嗪树脂的柔韧性进行测试，结果如下表所示。
由上表数据可知，所合成的亚麻油改性水性苯并噁嗪树脂表现出良好的柔韧性。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。