[发明专利]一种高强高韧植物油基聚合物环氧树脂与共聚物环氧树脂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高强高韧植物油基聚合物环氧树脂与共聚物环氧树脂及其制备方法。该环氧树脂通过将植物油基环氧聚合物或植物油基环氧共聚物，固化剂，催化剂溶解在溶剂中，混合搅拌均匀；然后将混合均匀的反应溶液先自然干燥1～2天，再真空干燥2～10h，之后于98～102℃真空加热反应8～12h而获得。本发明所得植物油基聚合物环氧树脂的机械性能参数为：断裂强度为2～30MPa，断裂伸长率为120％～15％；所述植物油基共聚物环氧树脂的机械性能参数为：断裂强度为11～40MPa，断裂伸长率为60％～10％。

技术领域

本发明属于生物基环氧树脂制备技术领域，具体是涉及一种高强高韧植物油基聚合物环氧树脂与共聚物环氧树脂及其制备方法。

背景技术

由于其优异的机械性能、耐化学性和热稳定性，热固性材料在各个领域得到了广泛的应用。其中，环氧树脂占全球热固性材料市场的70％左右。由于环氧树脂拥有良好的尺寸稳定性，热稳定性，化学稳定性，电绝缘性能和优异的力学性能被广泛应用于各个领域。大多数商业化的环氧树脂来自于不可再生化石原料双酚A，双酚A可能导致严重的健康问题，如损害免疫和生殖系统。进一步地，化石原料的大量使用会导致化石资源短缺及环境污染，利用可再生生物质开发环保型环氧树脂对可持续发展具有重要意义。

低成本、绿色、储量丰富的植物油是制备生物基环氧树脂的良好选择。环氧植物油已经被商业化，通常用作塑料、油漆和粘合剂中的增塑剂或稳定剂。环氧植物油可以很容易地通过与酸酐、二羧酸、二胺和多胺固化而转化为环氧热固性树脂。以植物油为原料为制备热固性的材料的方法已经相对趋于成熟，但是然而基于环氧植物油的热固性材料的机械性能低，不能满足实际需求。因此，以植物油为原料制备的高性能的环氧树脂不仅能够为石油资源短缺问题提供后备技术，同时能够为环氧树脂市场提供更绿色环保的选择。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高强高韧植物油基聚合物环氧树脂。

为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：

一种高强高韧植物油基聚合物环氧树脂，该聚合物环氧树脂的结构式如下：

其中，n、m为大于1小于200的整数；

式中R为烃基，所述烃基包括中的一种或几种基团；

式中R₁基团为

进一步的技术方案，所述聚合物环氧树脂的断裂强度为2～30MPa，断裂伸长率为120％～15％。

本发明的第二个目的是提供一种所述的高强高韧植物油基聚合物环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，将47～136重量份植物油基环氧聚合物，11～128重量份固化剂，5～14重量份催化剂溶解在85～280重量份溶剂中，混合搅拌均匀；

步骤2，将混合均匀的反应溶液先自然干燥1～2天，再真空干燥2～10h，之后于98～102℃真空加热反应8～12h，得到高强高韧植物油基聚合物环氧树脂。

进一步的技术方案，所述环氧聚合物为植物油基环氧聚合物经过环氧化制备得到。

进一步的技术方案，所述固化剂为酸酐，二酸，多元酸，二胺，多元胺中的一种；所述催化剂为叔胺，咪唑，三氟化硼络合物中的一种；所述溶剂为四氢呋喃

本发明的第三个目的是提供一种高强高韧植物油基共聚物环氧树脂，该共聚物环氧树脂的结构式如下：

其中，x、y、z为大于1小于200的整数；

式中R为烃基，所述烃基包括中的一种或几种基团；

式中R₁基团为