[发明专利]全生物基复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一类全生物基复合材料，以全生物基苯并噁嗪共聚树脂为基材。具体地说，是通过非石油基路线合成高分子材料，由天然可再生资源作为原料合成苯并噁嗪树脂，再通过两种及以上树脂共聚而成。其意义在于对天然可再生资源的开发和利用，属于环境友好材料研究范畴。 

背景技术

复合材料是由两种或两种以上不同物质材料通过物理或化学方法，组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。本发明的全生物基复合材料所使用的基材为全生物基苯并噁嗪树脂。 

苯并噁嗪树脂是在传统酚醛树脂的基础上发展起来的一类新型热固性树脂，它是一类含苯环结构的杂环化合物，可以在溶液或熔融(无溶剂)状态下由酚、甲醛和伯胺经Mannich缩合反应合成。在加热作用下，苯并噁嗪发生开环聚合生成含氮且类似于酚醛树脂的网状结构。所生成的聚苯并噁嗪树脂与其他热固性树脂(如环氧树脂、酚醛树脂、双马来酰亚胺树脂等)相比，许多性能更为优良，更适于作为树脂基材制备各种复合材料零部件。它熔融粘度较低，便于成型加工；聚合时无小分子放出，可保证制品孔隙率低；开环聚合时几乎无体积收缩，可确保制品精度。聚苯并噁嗪树脂具有高Tg和优良的热稳定性、阻燃性、力学性能和电气性能，尤其是，在合成聚苯并噁嗪树脂时可进行非常灵活的分子设计。 

目前，全生物基复合材料的研究报道尚未发现。关于使用可再生资源合成苯并噁嗪树脂的研究也比较少，2007年Calò等人首先利用腰果酚、氨水和甲醛合成了一种新型聚苯并噁嗪树脂，并和黄麻纤维复合制备了一种新型生物基复合材料。(Emanue calo，Alfonso Maffezzoli，Giuseppe Mwle，Francesca Martina，Selma E.Mazzetto，Amtonella Tarziac and Cristina Stifani.Green Chemistry，2007，9，754-759)。Liu等报道了糠胺和苯酚和双酚A制备含呋喃结构的苯并噁嗪树脂，并利用其与马来酰亚胺经过Diels-Aleder得到了主链型苯并噁嗪树脂。(参见1.Journal of polymer science：part A：polymer chemistry，vol.43，5267-5282(2005)；2.Journal of polymer science：part A：polymer chemistry， vol.46，6509-6517(2008)。2009年，北京化工大学余鼎声等发明人在专利“基于可再生资源的苯并噁嗪树脂和其组合物及其制备方法”(中国专利申请号：201010178513.3)首先披露了用源于可再生资源的酚及胺来合成苯并噁嗪树脂。但是以上这些报道都不是严格意义上的全生物基材料，均属半生物基范畴。并且一些专利(中国专利申请号：201010178513.3)报道中的组合物是机械共混，而非共聚。本发明提出的全生物基复合材料基材为两种及以上全生物基苯并噁嗪共聚树脂。 

式1、部分天然由来伯胺化合物 

式2、部分天然由来酚类化合物