[发明专利]一种双酚环氧树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学领域，尤其涉及一种环氧树脂，具体来说是一种双酚环氧树脂及其制备方法。

背景技术

现有技术中，环氧树脂主要为双酚A型环氧树脂，由于双酚A本身的结构特点使其具有非常多的优点，但是其也有耐热性和韧性不高、耐湿热性和耐候性差的问题。原料双酚A的主要来源为石油产品提取并合成，工艺复杂，过程繁锁，成本较高，并且石油是一种战略资源，且不可再生。

腰果酚（Cardanol）是一种从天然腰果壳油中经先进技术提炼而成，含苯环结构，具有耐高温性能；2．极性的羟基可提供体系对接触面的润湿和活性；3．间位含不饱和双键的碳15直链，能提供体系良好的韧性，优异的憎水性和低渗透性和自干性。

腰果酚优良的先天优势已被用来引入或者制造环氧树脂用以改善环氧树脂的性能。类似发明如下。

徐州中研科技工业有限公司的CN201110147347.5专利公开了一种环氧树脂的合成技术，其中的腰果酚环氧树脂主要为腰果酚与双酚A为原料，加环氧氯丙烷及氢氧化钠，该技术中，直接在双酚A环氧树脂的制造过程中加入腰果酚。但是，其形成的腰果酚环氧树脂如果作为一个独立组分是不能固化的，更像是一种活性添加剂，而活性添加剂的添加量是有限度的。

另有江南大学的CN2012103344448.8专利，公开了一种新型的单羟基型生物基环氧树脂的制备方法，其采用腰果酚缩水甘油醚与腰果酚或不饱和脂肪酸反应生成单羟基型不饱和生物基树脂A，再将A链上的不饱和双键进行环氧化制得单羟基型环氧树脂。因为其采用双键的环氧化步骤，该步骤由于使用过氧化物而非常危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双酚环氧树脂，所述的这种双酚环氧树脂要解决现有技术中的双酚A型环氧树脂耐热性和韧性不高、耐湿热性和耐候性差的技术问题。

本发明提供了一种双酚，其结构式为：

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本发明还提供了一种制备上述双酚的方法，该方法包括：按照腰果酚：苯酚的摩尔比=1:1～10称取各物质，催化剂按照腰果酚质量的0.02～10％的量加入反应器中，氮气保护下加热到70～160℃搅拌1～10小时，然后出料，用有机溶剂稀释，用热水洗涤至少两次，去除多余的苯酚，真空蒸去有机相溶剂得黄棕色粘稠状液体即为腰果酚-苯酚加合物。

进一步的，所述的热水的温度在60～90℃之间。

进一步的，所述的催化剂为酸包括但不限于硫酸、盐酸、磷酸、柠檬酸、醋酸、高氯酸、高碘酸、氢溴酸或者氢碘酸。

进一步的，所述的有机溶剂为二甲苯、甲苯或者甲醇。

进一步的，所述的苯酚也可以是其他可以与腰果酚结合的酚，包括但不限于双酚基丙烷、壬基酚、临叔丁基酚、对叔丁基酚、对苯基苯酚或者邻苯基苯酚。

本发明提供了一种双酚环氧树脂，其结构式如下：

其中n=0-200，其中w,m,x,y,a,b,f,p代表数字，其中w+x=15,m+y=32-2b(b=0-2),a+f=15,b+p=31-2c(c=0-2),w,a为7，10,13中一个，w、a可以相同，也可以不同；m,b为14，18,22中一个，m、b,可以相同，也可以不同。

本发明还提供了一种制备上述双酚环氧树脂的方法，按照双酚：环氧氯丙烷：强碱的摩尔比=1:1.5～10：1.5～10的质量称取各物质，然后将双酚加入反应容器中，搅拌，通入氮气排出空气，1～5分钟后再加入环氧氯丙烷，继续搅拌，控制温度在40～50摄氏度，加入强碱，滴加完毕后升温至70～100摄氏度，保温2～9小时，用有机溶剂溶解，热水洗涤至少两次，减压蒸馏得到的棕红色粘稠液体即为双酚环氧树脂。

进一步的，所述的强碱为氢氧化钠或者氢氧化钾。

进一步的，所述的强碱的质量百分比浓度为30-50%。

进一步的，所述的热水的温度在60～90℃之间。

进一步的，所述的有机溶剂为二甲苯、甲苯或者甲醇。

本发明双酚的化学反应方程式如下：