一种室温固化型脂环族环氧树脂及其制备方法与流程

本发明涉及有机合成，特别涉及一种室温固化型脂环族环氧树脂及其制备方法。

背景技术：

1、环氧树脂是一个分子中含有两个环氧基，并在适当的化学试剂存在下能形成三维交联网络状固化物的化合物总称。其中，脂环族环氧树脂的粘度低、耐热性能高、抗紫外辐射，具有广阔应用前景。由于脂环族环氧树脂的环氧基在刚性的环上，反应活性比较低，传统的脂环族环氧树脂和胺类固化剂在常温下不会发生交联反应，即使在较高的温度下仍然不能形成高度交联结构，所以脂环族环氧树脂通常要搭配酸酐固化剂在高温下固化才能形成性能优异的高度交联结构，这样就大大限制了脂环族环氧树脂的应用范围。

2、有鉴于此，针对传统脂环族环氧树脂在固化特点上的不足，亟需开发一种可以室温固化的脂环族环氧树脂，从而大大拓展其应用领域。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种室温固化型脂环族环氧树脂及其制备方法。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、本发明第一方面提供一种室温固化型脂环族环氧树脂的制备方法，所述脂环族环氧树脂以脂环族环氧化合物与3-氯-1,2-丙二醇单体为起始原料，在催化剂条件下合成得到。

4、在上述技术方案的基础上，本发明还可以作出如下的改进：

5、进一步，所述3-氯-1,2-丙二醇的质量占比为15％-75％，脂环族环氧化合物的质量占比为25％-85％，催化剂的质量占比为0.02％-1％。

6、进一步，包括以下步骤：将3-氯-1,2-丙二醇单体升温脱水，随后降温并投入适量催化剂，搅拌一定时间；将脂环族环氧化合物缓慢滴入，滴毕升温至一定温度并保温，保温过程中测定体系环氧值，待环氧基残余量低于1％时，回收过量的3-氯-1,2-丙二醇单体，随后降温，加入naoh水溶液和适量的甲苯搅拌静置分层，将下层盐水分离后，回收甲苯即可得到室温固化型脂环族环氧树脂。

7、其中，加入naoh水溶液起到闭环反应的作用，加入甲苯起到萃取该脂环族环氧树脂的作用。

8、进一步，所述脂环族环氧化合物选自3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷中的任意一种。

9、进一步，所述催化剂选自三乙胺、季铵盐、五水四氯化锡、三氟化硼中的任意一种。

10、进一步，具体步骤如下：将3-氯-1,2-丙二醇单体投入反应釜中，在65-105℃脱水至0.05％以下，搅拌均匀，关闭加热待体系待温度降低到65℃-75℃后投入适量催化剂并搅拌5-10min；将脂环族环氧化合物加入恒压滴液漏斗，于65-95℃下滴入反应釜内，90min-120min内滴毕，滴毕后将反应釜内温度升高到95-100℃并保温，保温过程中每隔20-30min取样测环氧值，待环氧基残余量低于1％时，开启真空装置回收过量的3-氯-1,2-丙二醇单体；回收完毕后将反应釜温度降至60-65℃，投入适量的20％的naoh水溶液和适量的甲苯搅拌30-40min后静置分层，将下层盐水分离后，回收甲苯即得室温固化型脂环族环氧树脂。

11、进一步，所述室温固化型脂环族环氧树脂的收率大于90％。

12、本发明另一方面提供由上述制备方法制备得到的室温固化型脂环族环氧树脂。

13、进一步，室温固化型脂环族环氧树脂具有式(i)、式(ii)或式(iii)所示结构式：

14、

15、与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

16、采用本发明的方法可得到室温固化型脂环族环氧树脂耐候性好，且该合成方法反应条件温和，成本低，收率高，后处理工艺简单，环境友好，适合工业化生产。

技术特征：

1.一种室温固化型脂环族环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述脂环族环氧树脂以脂环族环氧化合物与3-氯-1,2-丙二醇单体为起始原料，在催化剂条件下合成得到。

2.根据权利要求1所述的室温固化型脂环族环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述3-氯-1,2-丙二醇的质量占比为15％-75％，脂环族环氧化合物的质量占比为25％-85％，催化剂的质量占比为0.02％-1％。

3.根据权利要求1所述的室温固化型脂环族环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将3-氯-1,2-丙二醇单体升温脱水，随后降温并投入适量催化剂，搅拌一定时间；将脂环族环氧化合物缓慢滴入，滴毕升温至一定温度并保温，保温过程中测定体系环氧值，待环氧基残余量低于1％时，回收过量的3-氯-1,2-丙二醇单体，随后降温，加入naoh水溶液和适量的甲苯搅拌静置分层，将下层盐水分离后，回收甲苯即可得到室温固化型脂环族环氧树脂。

4.根据权利要求1所述的室温固化型脂环族环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述脂环族环氧化合物选自3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己基甲酸酯、双((3,4-环氧环己基)甲基)己二酸酯、1,2-环氧-4-乙烯基环己烷中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的室温固化型脂环族环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述催化剂选自三乙胺、季铵盐、五水四氯化锡、三氟化硼中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的室温固化型脂环族环氧树脂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：将3-氯-1,2-丙二醇单体投入反应釜中，在65-105℃脱水至0.05％以下，搅拌均匀，关闭加热待体系待温度降低到65℃-75℃后投入适量催化剂并搅拌5-10min；将脂环族环氧化合物加入恒压滴液漏斗，于65-95℃下滴入反应釜内，90min-120min内滴毕，滴毕后将反应釜内温度升高到95-100℃并保温，保温过程中每隔20-30min取样测环氧值，待环氧基残余量低于1％时，开启真空装置回收过量的3-氯-1,2-丙二醇单体；回收完毕后将反应釜温度降至60-65℃，投入适量的20％的naoh水溶液和适量的甲苯搅拌30-40min后静置分层，将下层盐水分离后，回收甲苯即得室温固化型脂环族环氧树脂。

7.根据权利要求6所述的室温固化型脂环族环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述室温固化型脂环族环氧树脂的收率大于90％。

8.一种室温固化型脂环族环氧树脂，其特征在于，采用权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备得到。

9.根据权利要求8所述的室温固化型脂环族环氧树脂，其特征在于，具有式(i)、式(ii)或式(iii)所示结构式：

技术总结
本发明涉及有机合成技术领域，特别涉及一种室温固化型脂环族环氧树脂及其制备方法。本发明公开的室温固化型脂环族环氧树脂的制备方法，以脂环族环氧化合物与3‑氯‑1,2‑丙二醇单体为起始原料，在催化剂条件下合成得到该脂环族环氧树脂。采用本发明的方法可得到室温固化型脂环族环氧树脂，且该合成方法反应条件温和，成本低，收率高，后处理工艺简单，环境友好，适合工业化生产。

技术研发人员：李冰,李真真
受保护的技术使用者：烟台东化新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21