一种基于尿嘧啶的环氧树脂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种环氧树脂及其制备方法与应用，特别涉及一种基于尿嚼巧的环氧 树脂及其制备方法和应用，属于材料科学领域。
【背景技术】
[0002] 就目前来看，生物基高分子材料的研究主要局限于淀粉塑料、纤维素、聚己内醋 (PCL)，聚乳酸（PLA)，聚了二酸了二醇醋（PBS)，聚居基脂肪酸醋（PHA)，聚己帰醇（PVA) 等一些天然高分子或热塑性材料，对于热固性生物基塑料的研究则处于起步阶段。热固性 树脂因其具有良好的尺寸稳定性、良好的耐热性和良好的加工性等在国民经济的各个方面 发挥着不可替代的重要作用，是一类应用面广、用量大的高分子材料。W可再生植物资源为 原料，研究开发新型的生物基热固性环氧树脂用来替代现有石油基产品，无论是从国内外 生物基塑料的发展趋势，还是从生物基塑料的研究现状来看，都显得意义重大且前景广阔。
[0003] 如今各类生物基平台化合物都被着力研发中，目前报道的主要有巧喃二甲酸、异 山梨醇、衣康酸等，他们都可W由生物原料经发酵或化学加工得到，具有部分替代现有石油 基材料的潜力。但是由于化学结构本身的限制，由送些平台化合物所制备的热固性树脂都 不同程度的存在诸如价格过高、性能难W满足实际要求等问题，不断探索和寻找新的生物 基平台化合物显得意义重大。
【发明内容】
[0004] 鉴于现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种基于尿嚼巧的环氧树脂， 该环氧树脂具有氮杂环，经固化后将具有较高的链段刚性，从而具备良好的力学性能和热 学性能。
[0005] 本发明的目的之二在于提供一种制备所述基于尿嚼巧的环氧树脂的方法，该制备 工艺简单、可操作性强、过程可控性好，易于工业化实施。
[0006] 本发明的目的之Η在于提供所述基于尿嚼巧的环氧树脂在制备可固化材料体系 或固化材料中的应用。
[0007] 为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
[000引一种基于尿嚼巧的环氧树脂，具有如下所示的化学结构：
[0009]
[0010] 进一步的，所述基于尿嚼巧的环氧树脂在室温下为无色透明液体。
[0011] 进一步的，所述基于尿嚼巧的环氧树脂的环氧值为0. 90~0. 95环氧当量/100克 树脂。
[0012] 一种基于尿嚼巧的环氧树脂的制备方法，包括：取100重量份尿嚼巧、250~600 重量份环氧因代丙焼及10~30份水与催化剂混合，在8(TC~11(TC反应0. 5~化后，降温 至2(TC~4(TC，再向降温后的混合反应体系内加入碱性化合物和水在2(TC~4(TC继续反 应化~化，将所获反应混合物洗涂、除去溶剂、干燥后，获得所述基于尿嚼巧的环氧树脂。
[0013] 为了本发明制备方法达到更好的发明效果，还可进一步的采用下列优选方案：
[0014] 例如，所述环氧因代丙焼可选自但不限于环氧氯丙焼、环氧漠丙焼中的一种或两 种。环氧因代丙焼与尿嚼巧上的Η个居基和一个駿基可通过不同的反应进行取代。
[0015] 例如，所述催化剂可选自但不限于四甲基氯化倭、十六烷基Η甲基漠化倭、十八焼 基Η甲基漠化倭、六次甲基四倭中的一种或者多种。尤为优选的，所述催化剂的用量为1~ 20重量份。
[0016] 例如，所述碱性化合物可W主要选用无机强碱性化合物，例如，其可选自但不限于 氨氧化镇、氨氧化裡、氨氧化钢、氨氧化钟、氨氧化巧、氨氧化顿中的一种或多种。尤为优选 的，加入所述降温后的混合反应体系的所述碱性化合物和水的用量分别为18~100重量份 和60~120重量份。其中，，所采用的水更为优选采用蒸傭水。
[0017] 进一步的，在本发明的制备方法中，在加入碱性化合物及水，且反应完全后，可将 所获反应混合物降至室温后再进行洗涂、去除溶剂及干燥等后处理。其中，洗涂可采用去离 子多次洗涂，例如，每次用150重量份~200重量份去离子水进行洗涂3~4次，去除溶剂 可采用旋转蒸发仪去溶剂等方式，干燥可采用真空干燥等方式，但均不限于此。
[0018] 所述基于尿嚼巧的环氧树脂可应用于制备复合材料、环氧胶黏剂和涂料，特别是 可应用于制备可固化材料体系或固化材料。
[0019] 例如，可将所述基于尿嚼巧的环氧树脂与六氨苯酢等形成固化物，该固化物具有 优异的力学性能和较高的分解温度，可W应用于复合材料。
[0020] 作为其中的一种典型应用方式，本发明提供了一种可固化材料体系，其包含：
[0021] 基础组分，包含100重量份的基于尿嚼巧的环氧树脂及20~80重量份的六氨苯 酢；W及，
[0022] 可选组分，包含0.2~0.6重量份的咪哇。
[0023] 其中"可选组分"系可W选择添加或不添加的组分。
[0024] 作为其中的另一种典型应用方式，本发明还提供了一种固化材料的制备方法，包 括：
[0025] 按照所述可固化材料体系的化学组成，将作为基础组分的基于尿嚼巧的环氧树 脂及六氨苯酢和作为可选组分的咪哇混合后，在8(TC固化1. 5~2.化、120~16(TC固化 1. 5~2.化或者17(TC~19(TC固化1. 5~2.化后，获得所述固化材料，所述固化材料的弯 曲强度为62-751口曰，弯曲模量为3100-34001口曰，当热失重质量5%时，对应的热分解温度为 3：M-34(rC。
[0026] 与现有技术相比，本发明的优点包括：
[0027] (1)本发明的基于尿嚼巧的环氧树脂中，于尿嚼巧中含有一个氮杂环，相比苯环有 更大的极性，可W阻碍高分子链段的自由移动，从而使所述基于尿嚼巧的环氧树脂固化后 有较高的耐热性和力学强度，可W在胶黏剂、涂料或其它复合材料中广泛应用；
[0028] (2)本发明的基于尿嚼巧的环氧树脂的制备工艺简单、可操作性强、过程可控性 好，易于工业化实施。
【附图说明】
[0029] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可W根据送些附图获得其他的附图。
[0030] 图1为实施例1中制备的基于尿嚼巧的环氧树脂的氨核磁共振谱图。
【具体实施方式】
[0031] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的具体实 施方式进行详细说明。送些优选实施方式的示例在附图中进行了例示。附图中所示和根据 附图描述的本发明的实施方式仅仅是示例性的，并且本发明并不限于送些实施方式。
[0032] 在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅 示出了与根据本发明的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大 的其他细节。
[0033] 实施例1
[0034] 将112克尿嚼巧和1116克环氧氯丙焼混合，温度升至85。加入四甲基氯化倭5 克，反应1.化后降温至3(TC，然后滴加含30wt%氨氧化钢300克，比滴完，继续反应化。 待反应体系降至室温后，每次用200mL去离子水洗涂，共洗涂4次，然后用旋转蒸发仪去溶 剂，5(TC真空干燥12h，得淡黄色透明粘稠液体，即基于尿嚼巧的环氧树脂210克，产率为 94. 5%。
[0035] 将上述所得