一种超支化生物基环氧树脂的制备方法

摘要

本发明涉及一种超支化生物基环氧树脂的制备方法：以多元醇为共引发剂引发丙交酯开环聚合得到低分子量的羟基封端的聚乳酸，然后以偏苯三甲酸酐和所得聚乳酸为原料合成端基为羧基的超支化聚酯，最后以环氧氯丙烷和所得超支化聚酯为原料合成超支化环氧树脂。本发明中丙交酯来源于玉米、马铃薯等作物，原料来源广泛，且有利于降低对石油资源的消耗及CO₂的排放，所得的环氧树脂是一种性能优异的新型功能材料，具有粘度低、固含量高、易成膜、良好的粘接性和热稳定性，与普通环氧树脂共混时具有良好的增韧作用和改善工艺性的效果，可以用作胶粘剂、涂料和复合材料的基体，适合多种复合材料的成型工艺，因此，具有十分广阔的应用前景。

主权项

一种超支化生物基环氧树脂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：(1)在惰性气体保护和100KPa的压力下，催化剂和多元醇共同引发丙交酯开环聚合，控制反应温度为110‑130℃，反应时间为0.5‑5h，得到羟基封端的低分子量聚乳酸；多元醇和丙交酯的摩尔比为1∶(1～5)，催化剂用量为反应物总质量的0.1～1％；(2)将步骤(1)所得的聚乳酸加入装有温度计、搅拌器和回流冷凝器的三口烧瓶中，并加入偏苯三甲酸酐和溶剂DMF，偏苯三甲酸酐和聚乳酸的摩尔比为1∶(1～3)，开动搅拌至偏苯三甲酸酐全部溶解，升温至100～130℃，反应2～5h，减压蒸馏，用30～60℃的去离子水洗涤沉淀，真空干燥得到白色固体即AB₂单体；(3)将步骤(2)所得的AB₂单体加入装有温度计、搅拌器和回流冷凝器的三口烧瓶中，并加入偏苯三甲酸酐和溶剂DMF，偏苯三甲酸酐和AB₂单体的摩尔比为：1∶(2～5)，再加入10～20ml带水剂DMB和0.1～1％的催化剂对甲苯磺酸，控制温度为120‑150℃，减压回流2～5h，减压蒸馏，用甲醇/水沉淀、离心，真空干燥得到第一代超支化聚酯G1；(4)将步骤(2)所得的AB₂单体和步骤(3)所得的第一代超支化聚酯G1加入装有温度计、搅拌器和回流冷凝器的三口烧瓶中，两者的摩尔比为(4～8)∶1，再加入10～20ml带水剂DMB和0.1～1％的催化剂对甲苯磺酸，控制温度为120‑150℃，减压回流2～5h，减压蒸馏，用甲醇/水沉淀、离心，真空干燥得到第二代超支化聚酯G2；(5)将步骤(4)所得的第二代超支化聚酯G2加入装有温度计、搅拌器和回流冷凝器的三口烧瓶中，并加入环氧氯丙烷和催化剂CT‑3，G2和环氧氯丙烷的摩尔比为1∶(12～18)，CT‑3的用量为反应物总质量的0.1～2％，控制温度为60～80℃，反应时间为4～8h，得到聚合物氯醇醚；(6)向步骤(5)中所得的聚合物氯醇醚中加入40％的NaOH溶液，两者的摩尔比为1∶(12～16)，减压条件下反应1～3h，过滤除去生成的盐，用去离子水将溶液洗至中性，减压蒸馏，用甲醇/水沉淀、离心，真空干燥得到超支化环氧树脂。