[发明专利]一种基于大豆衍生物的生物基苯并恶嗪前驱体及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种基于大豆衍生物的生物基苯并恶嗪前驱体，具有如式(Ⅰ)所示的结构。其制备方法包括：将大豆异黄酮、单胺和多聚甲醛共混，在加热下发生环合反应，制备得到所述基于大豆衍生物的生物基苯并恶嗪前驱体。制备简单，操作简便，可控制好，易于实施，适于大规模工业化生产。本发明基于大豆衍生物的生物基苯并恶嗪前驱体开环聚合制备的热固性聚苯并恶嗪树脂具备了优异的抗腐蚀性能、力学性能和热学性能，具有替代现有石油基产品的可能性，使用范围广泛。

技术领域

本发明属于生物基热固性树脂，特别涉及一种基于大豆衍生物的生物基苯并恶嗪前驱体及其制备方法和应用。

背景技术

苯并恶嗪树脂是一种新型的酚醛树脂，因其具有优异的综合性能等被广泛应用于防腐涂料、粘接剂、微电子、航天航空等领域，是一类非常重要的热固性材料。然而，现阶段大多数的苯并恶嗪树脂都来源于石油资源，而石油资源是一种不可持续资源，伴随着其储量的日益减少，必然会造成来源于石油资源的高分子材料成本的不断升高。最近，在保护环境与节约石油资源的双重压力下，以可持续资源为原料的生物基高分子材料进入人们的视野，相关研究和开发利用越来越受人们的重视。因此，大量的生物基苯并恶嗪被开发制备出来，这些生物基苯并恶嗪相对传统的苯并恶嗪有着各种各样的特色。但是，生物基苯并恶嗪树脂和传统苯并恶嗪树脂一样也存在着不少缺点：单官能度的苯并恶嗪在开环聚合时存在着链转移反应，所得聚合物的相对分子质量比较低，从而限制了其应用范围；双官能度的苯并恶嗪由于其分子结构自身的特点，其聚合物同样存在着交联密度低、断裂伸长率低以及韧性差等弊端。因此，如何提高生物基苯并恶嗪的交联度从而提高其热力学性能有着十分重要的意义。

大豆异黄酮是黄酮类化合物，是大豆生长中形成的一类次级代谢产物，可以大量的从植物中获取，具有如下结构：

其结构与石油基化学品双酚A相似，众所周知双酚A被怀疑有生理毒性，并在欧洲等很多国家已经被限制使用，大豆异黄酮虽然具有与双酚A类似的结构，但是其是一种对人体有益的物质，具有延缓女性衰老、改善更年期症状、骨质疏松、血脂升高、乳腺癌、前列腺癌、心脏病、疏松症、心血管疾病等突出优点，这也对施工人员是一种隐形的福利。最重要的一点，大豆异黄酮结构中有着可以发生额外交联反应的官能团，可以增加最终固化产物的交联度，提高材料的整体热机械性能。

发明内容

本发明提供一种基于大豆衍生物的生物基苯并恶嗪前驱体及其制备方法和应用，采用生物基来源化合物大豆异黄酮，经过反应得到生物基苯并恶嗪前驱体，制备简单，操作简便，可控制好，易于实施，适于大规模工业化生产。

本发明采用以下技术方案：

一种基于大豆衍生物的生物基苯并恶嗪前驱体，具有如式(Ⅰ)所示的结构：

式(Ⅰ)中，R选自C₂H₅、C₃H₇、C₄H₉、C₅H₁₁、C₅H₅O、C₆H₅和C₆H₁₃中的至少一种。

所述大豆衍生物的生物基苯并恶嗪前驱体具有双苯并恶嗪结构，基于该前驱体开环聚合所得的聚苯并恶嗪树脂相对于传统的单官能苯并恶嗪前驱体开环聚合所得的聚苯并恶嗪树脂在性能上有巨大提高，尤其是玻璃化温度和热稳定的改善，可作为高性能粘接剂。由于结构中R的不同，所述玻璃化温度和热稳定也有很大的差别，烷烃越少、刚性的结构，聚苯并恶嗪树脂所表现的玻璃化温度和热稳定越高。