[发明专利]一种己内酯改性3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基甲酸酯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种己内酯改性3,4‑环氧环己基甲基‑3’,4’‑环氧环己基甲酸酯及其制备方法，一种己内酯改性3,4‑环氧环己基甲基‑3’,4’‑环氧环己基甲酸酯，其结构式为：其中，x＝1‑10。本发明将脂环族环氧树脂和可降解性材料聚己内酯(PCL)结合起来，利用环氧树脂本身结构的改变，在保持脂环族环氧树脂耐黄变耐高温等优点的基础上同时具备较大的柔韧性，从而克服环氧树脂脆性大所带来的不利影响。

技术领域

本发明涉及一种己内酯改性3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基甲酸酯及其制备方法，属于己内酯改性脂环族环氧树脂领域。

背景技术

环氧树脂及其固化物由于具有力学性能高、附着力强、固化收缩率小、电绝缘性优良等优点在新材料、新能源等领域得到了广泛应用。但是，由于环氧树脂本身具有脆性大、韧性差的问题，导致它在实际应用过程中需要做大量的工作来对环氧树脂进行增柔增韧改性。如果能通过化学结构的改变让环氧树脂在保持其优点的同时还能具有较大的柔韧性，则无疑会给下游应用带来极大的便利性，同时能拓展并深化脂环族环氧树脂的应用领域。

发明内容

本发明提供一种己内酯改性3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基甲酸酯及其制备方法，将脂环族环氧树脂和可降解性材料聚己内酯(PCL)结合起来，利用环氧树脂本身结构的改变，在保持脂环族环氧树脂机械性能强、耐黄变、耐高温等优点的基础上同时具备较大的柔韧性，从而克服环氧树脂脆性大所带来的不利影响。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种己内酯改性3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基甲酸酯，其结构式为：

其中，x＝1-10。

上述己内酯改性3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基甲酸酯的制备方法，包括如下步骤：

A、将3-环己烯甲醇和己内酯在催化剂的作用下反应，得到聚合产物；

B、将步骤A所得聚合产物溶于甲苯，然后加入3-环己烯甲酸和对甲苯磺酸，回流分水，再减压蒸馏除去甲苯，得到酯化产物；

C、将步骤B所得的酯化产物溶于乙酸乙酯，然后加入碳酸钠、再滴入过氧乙酸溶液，进行反应，再将所得反应液分相，取上层有机相依次水洗、碱洗、水洗和脱溶后，得到己内酯改性3,4-环氧环己基甲基-3’,4’-环氧环己基甲酸酯。

上述反应式如下：

其中x＝1-10，PTS为对甲苯磺酸，Toluene为甲苯。

为了提高产品得率，上述步骤A中，3-环己烯甲醇和己内酯的摩尔比为1：(1-7)；催化剂的重量用量为3-环己烯甲醇重量的0.01-0.05％。

进一步优选，步骤A为：将3-环己烯甲醇和催化剂混合，升温至150-180℃，加入己内酯，于150-180℃下反应1-5h，得到聚合产物。

更进一步优选，步骤A中，己内酯为ε-己内酯，催化剂为钛酸正丁酯、辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡中的至少一种。

为了提高产品得率，步骤B中，甲苯用量为步骤A所得聚合产物重量的3±1倍；3-环己烯甲酸与步骤A中3-环己烯甲醇的摩尔比为1:(1±0.3)；对甲苯磺酸的重量用量为3-环己烯甲酸重量的5-8％。

进一步优选，步骤B为：将步骤A所得聚合产物溶于3±1倍重量的甲苯中，加入3-环己烯甲酸和对甲苯磺酸，在压力-0.08mPa～-0.085mPa和温度75-90℃下，回流分水3-5h，然后减压蒸馏除去甲苯，得到酯化产物。