[发明专利]一种脂环族环氧树脂及其制备与应用

说明书

本发明属于环氧树脂的技术领域，公开了一种脂环族环氧树脂及其制备与应用。所述脂环族环氧树脂的结构为式I，其中R＝H或CH₃。方法为：(1)以有机溶剂为反应介质，将3‑环己烯‑1‑甲醇与酸酐在固体催化剂的作用下进行回流反应，反应完后，洗涤至中性，干燥，获得双烯烃化合物(2)以有机溶剂为反应介质，在保护性气体氛围下，将间氯过氧苯甲酸与双烯烃化合物在冰浴条件下反应，后续处理，得到脂环族环氧树脂。本发明的环氧树脂透明度高，相比于含苯环的环氧树脂，具有较高的韧性；同时本发明的环氧树脂绝缘性能好，不易吸水，防潮性能好；而且相对于普通柔性链环氧树脂，本发明的环氧树脂热稳定性更好。

技术领域

本发明属于环氧树脂的技术领域，特别涉及一种脂环族环氧树脂及其制备方法与应用。

背景技术

环氧树脂由于固化后耐热性好，机械性能强，收缩率低，强度高，硬度大等优异性能，广泛应用于工业建筑，涂料，电子器械，复合材料等领域。环氧树脂合成过程中一般采用环氧氯丙烷等含环氧基的化合物与多元醇、多元酚等缩聚或者经过氧酸环氧化烯烃得到，前者制备过程中会引入氯离子、钠离子，绝缘性差且毒性高。芳环结构的环氧树脂容易产生黄变，耐候性较差，不能满足在电子封装领域的需求；而且苯环结构环氧树脂固化后韧性差，限制了环氧树脂的应用范围。另外，环氧树脂固化时一般使用活性高的胺类固化剂，胺类固化剂易挥发，毒性大且污染环境。

相比于其它类型的环氧树脂，脂环族环氧树脂能够很好地弥补环氧树脂的不足。脂环族环氧树脂不含苯环，抗紫外辐射能力强，耐候性强；合成过程中一般采用过氧酸氧化烯烃化合物，不会引入氯离子，介电性能强；脂环族环氧树脂分子量低，粘度较小，便于加工。

脂环族环氧树脂有诸多优点，由于环氧基直接连在脂环上，而且脂环张力较大，固化方式包括热固化、阳离子光固化、阳离子热固化，在电子封装、绝缘材料、胶黏剂等方面得到广泛应用。但由于其特殊结构，不含芳环等刚性结构，普遍存在玻璃化转变温度较低，耐热性能较差的缺点。

发明内容

为了克服现有脂环族环氧树脂耐热性能及玻璃化转变温度的不足以及为了提高环氧树脂的韧性等性能，本发明的首要目的在于提供一种具有较好性能的脂环族环氧树脂。

本发明的另一目的在于提供上述脂环族环氧树脂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述脂环族环氧树脂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种脂环族环氧树脂，化学结构为式I：

其中，R＝H或CH₃。

本发明的脂环族环氧树脂中间为六元环结构，与芳环结构相比，分子链运动受约束程度小，与普通柔性链相比，分子链运动相对不活跃。由于这种特殊的结构，固化后树脂热稳定较好。

上述脂环族环氧树脂的制备方法，包括下述步骤：

(1)合成双烯烃：以有机溶剂为反应介质，将3-环己烯-1-甲醇与酸酐在固体催化剂的作用下进行回流反应，反应完后，将反应的产物洗涤至中性，干燥，获得双烯烃化合物；所述酸酐为六氢苯酐或甲基六氢苯酐；

所述双烯烃化合物的结构为R＝H或CH₃；

(2)合成脂环族环氧树脂：以有机溶剂为反应介质，在保护性气体氛围下，将间氯过氧苯甲酸与步骤(1)的双烯烃化合物在冰浴条件下反应，后续处理，得到脂环族环氧树脂。

步骤(1)中所述酸酐：3-环己烯-1-甲醇：固体催化剂的摩尔比为1:(2～2.5):(0.1～0.18)；3-环己烯-1-甲醇在有机溶剂中浓度为0.5mol/L～1mol/L。

步骤(1)中所述固体催化剂为无水硫酸氢钠或无水氯化钴中一种以上。