[发明专利]一种低粘度生物基阻燃环氧树脂前驱体及其制法和应用

说明书

本发明揭示了一种低粘度生物基阻燃环氧树脂前驱体及其制法和应用。所述低粘度生物基阻燃环氧树脂前驱体具有下式所示结构：其中R为H或OH，1≤n≤10。所述低粘度生物基阻燃环氧树脂前驱体可以通过将异黄酮化合物与环氧氯丙烷经过一步反应制备得到，制备流程简单，操作方法简便，可控制性好，易于实施，适用于大规模工业化生产。本发明低粘度生物基阻燃环氧树脂前驱体与胺类固化剂制备的热固性环氧树脂具备优异的阻燃性能和力学性能，可以替代现有石油基产品，使用范围广泛。

技术领域

本发明涉及一种生物基热固性环氧树脂，具体涉及一种低粘度生物基阻燃环氧树脂前驱体及其制法和应用。

背景技术

环氧树脂是一种用途非常广泛的热固性树脂，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，现阶段大多数的环氧树脂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。

天然异黄酮结构的化合物可以大量的从植物中获取，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，天然异黄酮结构的化合物虽然具有与双酚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。

本申请人于CN 108559061 A中提出了一种基于天然异黄酮化合物的生物基阻燃环氧树脂前驱体，其主要是通过将天然异黄酮化合物、丙二腈以及环氧氯丙烷经过两步反应制备得到。但是，该生物基阻燃环氧树脂前驱体的分子结构中需要引入氰基，制备工艺相对繁复，有待改进。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种低粘度生物基阻燃环氧树脂前驱体及其制法和应用，从而克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种低粘度生物基阻燃环氧树脂前驱体，其具有如式(I)所示的结构：

式(I)中，R为H或OH，1≤n≤10。

本发明实施例还提供了一种制备所述低粘度生物基阻燃环氧树脂前驱体的方法，其包括：将天然异黄酮化合物与环氧卤代化合物在有氢氧化钠以及相转移催化剂存在的条件下通过一步法制备得到所述低粘度生物基阻燃环氧树脂前驱体。

本发明实施例还提供了所述的低粘度生物基阻燃环氧树脂前驱体在制备环氧树脂中的应用。

本发明实施例还提供了一种生物基阻燃环氧树脂的制备方法，其包括：将所述低粘度生物基阻燃环氧树脂前驱体与胺类固化剂在温度60-120℃下加热固化4-12小时。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的生物基阻燃环氧树脂。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本发明提供的低粘度生物基阻燃环氧树脂前驱体主要是以天然异黄酮化合物作为原料制得，制备方法简单高效，操作简便，可控制好，利用现有的化工设备就可以大规模生产，具有产率高，工艺简单的优点，其在熔融状态下的粘度为1-10Pa.s，适于大规模工业化生产，还可以减少现有石油基环氧树脂对石化资源的依赖及其对环境的污染。

(2)本发明得到的低粘度生物基阻燃环氧树脂前驱体，最终得到的环氧树脂产物无需引入氰基，但仍具有较高的交联密度且优异的阻燃性能、力学性能以及粘附力。