[发明专利]含非平面环的酯交换型动态共价聚合物网络材料及其制法

说明书

本发明公开了一种含非平面环的酯交换型动态共价聚合物网络材料及其制法。所述制法包括：使包含含非平面环的环氧单体、含非平面环的环状酸酐、多羟基化合物的均匀混合反应体系进行预反应，再经固化反应，获得含非平面环的酯交换型动态共价聚合物网络材料。本发明提供的一锅法制备方法引入非平面环结构，通过非平面环的构象转变，加速重塑过程中的链段运动，制备的含非平面环的动态转移自催化酯交换型网络材料不仅具有优异的热学、力学和稳定性能，而且能够实现自催化快速重塑加工，并且，该制备过程简单，可操作性强，易于实施，易于实现工业化生产，有望解决现有自催化酯交换体系热学、力学、稳定性能差，以及自催化重塑较慢的问题。

技术领域

本发明涉及一种酯交换型动态共价聚合物网络，具体涉及一种含非平面环的酯交换型动态共价聚合物网络材料的制备方法和相关的应用，属于可持续热固性树脂的制备技术领域。

背景技术

热固性树脂具有优异的热学、力学性能和尺寸稳定性，广泛应用于涂料、胶黏剂、复合材料、电子封装等领域。然而，传统热固性材料一旦成型就不能通过熔融或溶解等方式回收。将动态共价键引入交联网络，通过动态键在刺激(热、光、pH值等)作用下的断裂和重组，实现热固性树脂重塑，是解决传统热固性树脂回收难题的有效途径之一。

在已有报道的酯键、双硫键、硼酸酯键、亚胺键等动态共价键中，酯交换型可重塑热固性树脂是当前研究最多、最具应用前景的材料之一，然而，其重塑普遍依赖大量催化剂的添加(≥5％)，这将破坏基体性能，添加型催化剂的毒性、析出和失活也会限制基体应用。在现有的无催化剂体系中，提高酯交换型热固性树脂重塑速率的方法，通常牺牲热学、力学、稳定性能。

现有文献公开了一种动态转移自催化酯交换型动态共价聚合物网络的制备方法，首先使马来酸酐(丁二酸酐)与三羟甲基丙烷单酯化反应，将合成的多羧基化合物固化双酚A环氧，得到的酯交换型动态网络在无催化剂下实现了热压重塑，但该方法制备过程复杂，且重塑仍然较慢。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种含非平面环的酯交换型动态共价聚合物网络材料及其制备方法，从而克服了现有技术中的不足。

本发明的另一目的在于提供所述含非平面环的酯交换型动态共价聚合物网络材料的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种含非平面环的酯交换型动态共价聚合物网络材料的制备方法，其包括：使包含含非平面环的环氧单体、含非平面环的环状酸酐、多羟基化合物的均匀混合反应体系进行预反应，再经固化反应，获得含非平面环的酯交换型动态共价聚合物网络材料。

在一些实施方案中，所述含非平面环的环氧单体包括氢化双酚A环氧、六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯、四氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯、甲基六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。

在一些实施方案中，所述含非平面环的环状酸酐包括六氢苯酐、四氢苯酐、甲基六氢苯酐、降冰片烯二酸酐等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的含非平面环的酯交换型动态共价聚合物网络材料，其具有能够实现自催化快速重塑加工的功能。

本发明实施例还提供了前述含非平面环的酯交换型动态共价聚合物网络材料于可重塑热固性树脂制备领域中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果至少在于：

1)本发明引入非平面环制备酯交换型动态共价聚合物网络材料，具体地，采用含非平面环的环氧单体与含非平面环的环状酸酐，通过非平面环的构象转变，加速重塑过程中的链段运动，进而加快网络重塑，同时能够保持高热学、力学和稳定性能，有效解决了酯交换动态网络的重塑依赖大量催化剂的问题，及现有无催化剂体系的重塑牺牲热学、力学和稳定性能的问题；