一种生物基超支化聚合物环氧树脂及其制备方法、应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115850910A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211420889.XC08G59/02(2006.01)(22)申请日2022.11.11C08G73/02(2006.01)C08J5/24(2006.01)(71)申请人中南民族大学C08K7/06(2006.01)地址430070湖北省武汉市洪山区民族大道708号、823号(72)发明人张俊珩邓国燕龚张洁李廷成周继亮张道洪(74)专利代理机构北京轻创知识产权代理有限公司11212专利代理师沈尚林(51)Int.Cl.C08L63/00(2006.01)C08L79/02(2006.01)C08J3/24(2006.01)C08G59/06(2006.01)权利要求书4页说明书15页(54)发明名称一种生物基超支化聚合物环氧树脂及其制备方法、应用(57)摘要本发明涉及高性能高分子树脂技术领域，具体而言，涉及一种生物基超支化聚合物环氧树脂及其制备方法、应用。该方法分别制备线性香草醛环氧树脂、动态共价键香草醛超支化环氧树脂以及动态共价键超支化端羧基聚酯，再将三者进行动态交联混合。该生物基超支化聚合物环氧树脂可制备可回收环氧树脂和可回收碳纤维复合材料。该制备方法工艺简单，适合工业化生产；该生物基超支化聚合物环氧树脂在温和条件下可进行快速重塑加工和化学降解回收，并且循环再生的树脂的性能保持率高；两种材料具有优异的力学性能、耐热性能、耐溶剂性能、耐水解性能、抗蠕变性能和防腐蚀性能，可用于风电叶片、汽车轻量化材料、氢能与燃料电池用储氢瓶等领域。CN115850910ACN115850910A权利要求书1/4页1.一种生物基超支化聚合物环氧树脂的制备方法，其特征在于，分别制备线性香草醛环氧树脂、动态共价键香草醛超支化环氧树脂以及动态共价键超支化端羧基聚酯，再将三者进行动态交联混合，得到生物基超支化聚合物环氧树脂。2.根据权利要求1所述一种生物基超支化聚合物环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述线性香草醛环氧树脂的制备方法包括以下步骤：S1‑1、将香草醛与三胺化合物在第一有机溶剂中混合并进行反应，反应温度为20～40℃，反应时间为0.5～2h；S1‑2、将步骤S1‑1得到的产物与环氧氯丙烷混合，加入催化剂，并在60～80℃下反应4～6h；S1‑3、向步骤S1‑2得到的产物中添加第二有机溶剂和氢氧化钠水溶液，并在0～10℃继续反应4～6h；S1‑4、所述步骤S1‑3反应结束后，对得到的产物依次进行水洗、分液、减压蒸馏，得到所述线性香草醛环氧树脂；所述香草醛、所述三胺化合物、所述环氧氯丙烷、所述催化剂、所述氢氧化钠水溶液、所述第一有机溶剂、所述第二有机溶剂的质量比为1.0：0.28～1.0：(4.0～6.0)：(0.02～0.03):(4.1～5.0)：(6～8)：(10～13.5)；其中，所述氢氧化钠水溶液中，氢氧化钠的质量占溶液总质量的10％～40％。3.根据权利要求2所述一种生物基超支化聚合物环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1‑1中，所述第一有机溶剂为乙醇或甲醇；所述三胺类化合物为三羟甲基丙烷三[聚(丙二醇)胺]乙醚、三聚氰胺和三(2‑氨基乙基)胺中的一种或多种；所述第二有机溶剂为乙二醇、甲醚、环己酮、正丁醇，四氢呋喃，乙酸乙酯，二氯甲烷中的一种；所述步骤S1‑2中，所述催化剂为苄基三乙基氯化铵，四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵中的一种。4.根据权利要求1所述一种生物基超支化聚合物环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述动态共价键香草醛超支化环氧树脂的制备方法包括以下步骤：S2、将所述线性香草醛环氧树脂、二羟基单体、催化剂和第三有机溶剂在60～80℃下搅拌反应4～12h，得到所述动态共价键香草醛超支化环氧树脂；所述线性香草醛环氧树脂、所述二羟基单体、所述催化剂和所述第三有机溶剂的质量比为1.0:(0.23～0.34)：(0.009～0.01)：(2.34～4.0)；所述步骤S2中的二羟基单体为双酚A、双酚F、对苯二酚中的一种；所述第三有机溶剂为四氢呋喃或二氯甲烷；所述催化剂为苄基三乙基氯化铵，四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵中的一种。5.根据权利要求4所述一种生物基超支化聚合物环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述动态共价键香草醛超支化环氧树脂的化学结构如通式(1)、通式(2)或通式(3)所示：2CN115850910A权利要求书2/4页其中，R1表示为或通式(4)：R1的结构式中，*表示与R2连接的位置；所述通式(4)中，x+y+z＝5～6；R2表示为R2的结构式中，*表示连接R1的位置，**表示连接R3或连接的位置；R3表示为其中，*