[发明专利]一种酸可控降解型脂环族环氧树脂及其制备方法

说明书

一种酸可控降解型脂环族环氧树脂及其制备方法，属于新材料技术领域，环氧树脂完全由脂环或环氧基脂环通过缩醛键连接而成，其化学结构式为制备方法包括：将脂环族烯烃甲醇和酸催化剂加入有机溶剂中，在‐15‐15℃温度下加入环己基甲醛、除水剂，继续反应6‐48小时得到中间体；在‑25‑25℃温度下将环氧化试剂溶液、碱液滴加到中间体溶液中，控制反应体系PH为7‑8，反应6‑24小时得到产物。所得到的环氧树脂室温下呈粘度较低的液态，酸酐固化后的产物在有机或无机酸中可降解，且降解速度随酸的强度变化可控。本发明提供的环氧树脂作为胶粘剂用于电子封装或者碳纤维复合材料领域，可实现贵金属或碳纤维等贵重材料的回收再利用。

技术领域

本发明涉及一种缩醛基液体脂环族环氧树脂及其制备方法，具体涉及一种室温为液体、酸可控降解型双官能度缩醛基脂环环氧树脂及其制备方法，用于集成电路、发光二极管(LED)光电子器件封装材料或者用于碳纤维/环氧树脂复合基体树脂材料，属于新材料技术领域。

背景技术

脂环族环氧树脂因具有较高的玻璃化转变温度、较低的粘度和较好的耐紫外线能力，而广泛应用在涂料、高压绝缘材料、稀释剂、电子元器件和印刷电路板涂层等领域。但是，由于环氧树脂在交联固化后会形成不溶不熔三维网络结构，导致固化物回收再利用困难，增加了环氧树脂使用成本，因此可降解型环氧应运而生。

一般常见的可降解脂环环氧树脂为热降解型，在其分子结构中含有热不稳定基团，如仲酯、叔酯结构、氨基甲酸酯、碳酸酯结构、磷酸酯、亚磷酸酯结构、仲醚、叔醚结构等。CN201210022622.5公开了一类含磷酸酯结构的热降解脂环族环氧树脂，当温度在240℃到300℃之间时可以实现迅速降解。CN201310407848.1公开了一种分子中含有亚硫酸酯结构的热降解型脂环环氧树脂，与其它环氧树脂共固化后，产物在180℃到390℃间迅速降解。但是，不论是含有上述哪种结构，热降解型环氧树脂的降解温度普遍相对较高，在某些领域的应用受到了限制。

化学降解型环氧树脂是分子中含有对化学试剂敏感的结构的一类可降解环氧树脂，在化学试剂作用下辅以相对较低的温度就可以实现降解，因而可以弥补热降解环氧树脂的不足。Buchwalter等设计合成了三种分子结构中含有缩醛基团的双官能团环氧树脂，由于缩醛基团在酸性条件下会水解生成醛，所以这种环氧树脂可以实现降解。GB 865340，JP 2013056990公开了几种分子中含有缩醛基团的脂环环氧树脂，但是都没有分析其降解性能。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种酸可控降解双官能度缩醛基脂环环氧树脂及其制备方法，从分子角度出发，设计合成了一种分子中含有缩醛基团的双官能度脂环环氧树脂，与酸酐交联固化后，对其降解性能测试，实验表明，该种环氧树脂在不同酸度下降解时间可调。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种酸可控降解型脂环族环氧树脂，所述的酸可控降解型脂环族环氧树脂完全由脂环或环氧基脂环通过缩醛键连接而成，其化学结构式如下：

一种酸可控降解型脂环族环氧树脂的制备方法，其合成路线如下：

具体步骤如下：

第一步，合成脂环族烯烃缩醛

将脂环族烯烃甲醇和酸催化剂加入有机溶剂A中，配成1-3M的混合溶液A，在-15-15℃温度下将环己基甲醛逐滴加入到上述混合溶液A中，其中，脂环族烯烃甲醇、环己基甲醛和酸催化剂摩尔比为2-5：1：0.1-1；再加入溶剂质量分数5％-30％的除水剂，在此条件下继续反应6-48小时，制得中间体产物脂环族烯烃缩醛。