[发明专利]一种生物质基可回收型环氧树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种生物质基可回收型环氧树脂及其制备方法和应用。该环氧树脂原料组分按照质量百分含量包括：环氧树脂单体40％～65％，活性稀释剂0～15％，含亚胺键的生物质基酚‑胺类固化剂20～50％，促进剂0.5％～2％。该方法包括：将原料组分混合，真空脱气，固化。该方法简单，适用于不同类型的环氧树脂。该环氧树脂可在热压条件下多次重复加工成型，再次成型的环氧树脂仍保有原树脂大部分的力学和耐热性能，且具有可降解功能。

技术领域

本发明属于环氧树脂及其制备和应用领域，特别涉及一种生物质基可回收型环氧树脂及其制备方法和应用。

背景技术

环氧树脂是一种合成热固性聚合物，由于具有优良的力学性能、粘结性能、尺寸稳定性、耐化学腐蚀性，被广泛地用于涂料、粘结剂、电子电气、复合材料、土木建筑等领域。但是目前商品化的环氧树脂一旦固化后，由于具有高度交联的化学结构，具有不融、不溶的特性，废弃后难以回收再利用，目前对于废弃环氧树脂制品主要采取填埋、热裂解、粉碎、超临界流体降解等处理方式，这些回收方法存在着污染环境、能耗高、设备成本高等问题。此外，现有环氧树脂及固化剂其生产原料主要为石油化工产品，由于石油资源面临枯竭以及石油冶炼释放温室气体等问题已经引起世界各国密切关注，这为环氧树脂产业的可持续性发展带来了挑战。

目前开发可回收型环氧树脂的一个重要手段是在其结构中引入具有环境刺激响应性的动态共价键，在特定环境条件刺激下(如光、热、电、机械应力、pH值变化等)这些动态共价键发生可逆的断键-成键或交换反应过程，引起交联结构发生重排，因此得到的环氧树脂材料在宏观上表现出具有可自修复、重复加工成型及可降解等功能。中国专利CN108129638A公开了一种可回收环氧树脂及其制备方法，通过合成一种具有动态亚胺桥联键结构的多胺固化剂，并对环氧树脂进行交联固化，得到可多次热压成型的环氧树脂。但专利中所涉及的原料仍为石油化工产品，提供的环氧树脂回收后力学性能保有率偏低，且并未对材料的热学性能和降解性能进行研究。

在上述背景下，利用可再生的生物质基原料制备具有可重复加工成型、可降解等多种回收利用方式的环氧树脂材料具有重要经济价值和环保意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生物质基可回收型环氧树脂及其制备方法和应用，以克服现有技术中环氧树脂回收困难以及合成原料为石油化工产品的缺陷。

本发明的一种生物质基可回收型环氧树脂，所述环氧树脂的原料组分按照质量百分含量包括：环氧树脂单体40％～65％，活性稀释剂0～15％，含亚胺键的生物质基酚-胺类固化剂20～50％，促进剂0.5％～2％。

所述环氧树脂单体为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、多官能缩水甘油胺型环氧树脂中的至少一种。

所述促进剂为叔胺类化合物和咪唑类化合物中的至少一种，优选为DMP-30、2-乙基-4-甲基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑中的至少一种。

所述活性稀释剂为苯基缩水甘油醚、邻甲酚缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚中的至少一种。

所述含亚胺键的生物质基酚-胺类固化剂的结构式为：式中，R1为氢或者甲氧基，R₂为氢或者甲氧基，R为分子结构总体。

所述含亚胺键的生物质基酚-胺类固化剂的制备方法包括：将摩尔比为1:1的有机二胺化合物和木质素衍生芳香醛分别溶解于有机溶剂中，将得到的木质素衍生芳香醛溶液滴加到得到的有机二胺溶液中，反应，除去溶剂，即得。

所述含亚胺键的生物质基酚-胺类固化剂的制备路线为：

所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丁醇中的至少一种。