[发明专利]环氧改性酚醛树脂及其制备方法、包含该环氧改性酚醛树脂的组合物及其应用

说明书

本发明提供了一种环氧改性酚醛树脂及其制备方法、包含该环氧改性酚醛树脂的组合物及其应用。该环氧改性酚醛树脂包含酚醛树脂以及通过化学接枝连接至该酚醛树脂的链末端的一个或多个氧杂环丁烷基团，其中，各该氧杂环丁烷基团具有如通式(Ⅰ)或通式(Ⅱ)所示的结构。该环氧改性酚醛树脂具有不易被氧化、高硬度、附着力好、耐腐蚀、成膜速度显著提升等的优异性能，且不易造成环境污染。

技术领域

本发明涉及辐射固化领域，具体而言，涉及一种可能量固化的环氧改性酚醛树脂及其制备方法、包含该环氧改性酚醛树脂的组合物及其应用。

背景技术

酚醛树脂作为世界上最早发现及应用的合成树脂，有着相对低廉的价格和简单的合成工艺，但酚醛树脂有较高的机械强度、良好的耐热性、电绝缘性和阻燃性，因而用于涂料工业已有70多年历史，现在也被广泛应用于胶黏剂、复合材料等领域。酚醛树脂涂料是以酚醛树脂或改性酚醛树脂为主要树脂制成的涂料，由于酚醛树脂使涂料在硬度、光泽、耐水、耐酸及绝缘方面有较好的性能，所以广泛应用于木器、家具、建筑、电气、自行车等方面。然而现有酚醛树脂存在以下问题：一是在高速公路护栏、桥梁、运输等相对苛刻的腐蚀环境中，普通的酚醛树脂涂料无法满足要求。二是由于酚醛树脂结构中的酚羟基在树脂合成中通常不参与反应，因此酚醛树脂中存在大量酚羟基，酚羟基容易被氧化，致使酚醛树脂颜色变深，使材料的性能发生变化。目前应用较多的是松香改性酚醛树脂，缺点是漆膜易泛黄，且不能应用于有防腐蚀要求的行业。

环氧树脂作为防腐蚀领域的主要树脂品种之一，用环氧树脂改性酚醛树脂有两种方法：一是采用物理共混的方法，但由于两者之间的相容性较差，因此，采用这种方法改性效果不明显；二是采用共价键接枝的方法改性，但其制备得到的环氧改性酚醛树脂附着力不佳。

现有的化学改性方法中，制备得到的环氧改性酚醛树脂还有以下几方面的缺陷：

缺陷一：易被氧化导致性能变差；

缺陷二：硬度低、附着力差、不耐腐蚀、成膜速度慢；

缺陷三：由于在使用过程中需要加入有机溶剂作为稀释剂，在固化过程中有机溶剂的挥发易造成环境污染。

基于以上原因，需要对环氧改性酚醛树脂进行进一步研究，以解决其易被氧化、硬度低、附着力差、不耐腐蚀、成膜速度慢以及易造成环境污染的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种环氧改性酚醛树脂及其制备方法以及包含环氧改性酚醛树脂的组合物及其应用，以解决现有技术中的环氧改性酚醛树脂易被氧化、硬度低、附着力差、不耐腐蚀、成膜速度慢以及易造成环境污染的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种环氧改性酚醛树脂，该环氧改性酚醛树脂包含酚醛树脂以及通过化学接枝连接至该酚醛树脂的链末端的一个或多个氧杂环丁烷基团，其中，各该氧杂环丁烷基团具有如通式(Ⅰ)或通式(Ⅱ)所示的结构：

其中，R₁表示C₁～C₄₀的直链或支链的n价烷基、C₂～C₃₀的n价链烯基或C₆～C₄₀的n价芳基，其中n为1～12的整数，其中所述R₁中的-CH₂-可任选地被-O-、-COO-或者所取代；并且任选地，所述R₁中的氢原子可以独立地被烷基、卤素或硝基所取代；