[发明专利]一种基于芹菜素生物基苯并噁嗪树脂及其制备方法

说明书

本发明属于热固性树脂技术领域，涉及一种基于芹菜素生物基苯并噁嗪树脂及其制备方法，具体为同时含有酚羟基和碳碳双键的苯并噁嗪及其制备方法，制备步骤为：将芹菜素、胺类化合物、多聚甲醛混合，加入低极性溶剂中进行反应，在80‑120℃反应6‑18h，反应后进行水洗，再通过旋蒸除去有机溶剂，干燥得到产物。本发明的优点是使用芹菜素作为苯并噁嗪树脂的酚源，合成的苯并噁嗪树脂含有酚羟基，可降低固化温度；芹菜素提供的碳碳双键可通过交联反应进一步提高苯并噁嗪树脂的交联密度；合成步骤简单，产率较高，且固化后的苯并噁嗪树脂具有非常优异的热、力学性能，合成过程易于实施，适于规模化生产。

技术领域

本发明属于热固性树脂技术领域，尤其涉及一种基于芹菜素生物基苯并噁嗪树脂及其制备方法。

背景技术

苯并噁嗪树脂是一种通过酚源、胺源、甲醛为原料合成的新型热固性材料。相比于传统热固性树脂，苯并噁嗪树脂因具有灵活的结构可控性而可赋予其多种优异性能，因此备受广泛关注。当前，苯并噁嗪树脂已作为复合材料基体或胶黏剂主要成分被广泛应用于电子封装材料、航空航天材料、高端结构键等领域。

近年来，环境问题日益严重，科技飞快发展的同时人们越来越关注所发展的科学技术对环境带来的影响。在新材料方面，通过生物基资源来代替石油基作为原料来制备新型材料已成为可持续发展的有效途径。开发兼具有生物基高性能料也成为了科研工作者和工业界研发的新热点。

生物基苯并噁嗪作为新型苯并噁嗪的种类已崭露头角。然而相比于传统苯并噁嗪树脂，目前所开发的生物基苯并噁嗪也存在一定的缺陷。单官能生物基苯并噁嗪树脂由于开环固化后难以形成致密的交联网络结构，导致其具有较差的热稳定性。此外，生物基苯并噁嗪的固化温度普遍较高，增加了其加工难度。因此，如何降低生物基苯并噁嗪的固化温度且提高苯并噁嗪的交联密度对苯并噁嗪树脂的发展具有重要意义。

基于上述问题，本发明设计了一种芹菜素生物基苯并噁嗪树脂及其制备方法。由于芹菜素存的具有一个受相邻酮基保护的酚羟基，因此合成的苯并噁嗪单体可保留酚羟基结构，显著降低其固化温度。此外，芹菜素中的碳碳双键可通过交联反应进一步提高苯并噁嗪的交联密度，显著提高聚苯并噁嗪的热、力学性能。由于芹菜素来源于生物原料，这种新型生物基苯并噁嗪树脂的开发对于可持续发展的新材料具有重要意义。

发明内容

鉴于目前苯并噁嗪树脂存在的缺陷问题，本发明以生物基芹菜素为酚源，不仅原料环保，且通芹菜素可合成具有低温固化型苯并噁嗪树脂，该树脂固化后可形成多交联致密结构。相比于其他报道的苯并噁嗪树脂具有低温固化、耐高温特性。合成工艺简单，产率高，对设备要求较低，适于大规模生产。

本发明的目的在于通过制备芹菜素生物基苯并噁嗪树脂，大幅度降低苯并噁嗪树脂的固化温度的同时显著提高树脂的热性能和力学性能，提供一种以生物基芹菜素为酚源的新型苯并噁嗪及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的目的之一是提供一种芹菜素生物基苯并噁嗪树脂，其分子化学结构式如下所示：

其中，为以下结构之一：

本发明的目的之二是提供一种以芹菜素为酚源的生物基苯并噁嗪树脂的制备方法。

以芹菜素、胺类化合物、多聚甲醛为原料，制备苯并噁嗪，化学反应方程式如下：

所述胺类化合物结构式为R-NH₂，为以下结构之一：

具体包括以下步骤：