[发明专利]一种生物基环氧树脂灌封胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种生物基环氧树脂灌封胶，所述生物基环氧树脂灌封胶含有多臂腰果酚基环三磷腈环氧树脂，所述多臂腰果酚基环三磷腈环氧树脂由六氯环三磷腈与腰果酚反应后再经过环氧化制得。本发明将腰果酚与环三磷腈通过分子设计进行有机结合，制备具有优异热稳定性、阻燃性的功能化腰果酚环氧树脂，并制备出综合性能优异的生物基环氧灌封胶，具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及环氧树脂胶黏剂技术领域，尤其是涉及一种含多臂腰果酚基环三磷腈环氧树脂的生物基环氧树脂灌封胶及其制备方法。

背景技术

随着新能源汽车、电子行业的迅猛发展，灌封胶的用量越来越大，而环氧树脂灌封胶因其具有优良的性能、工艺简便等优点而被广泛的使用。环氧灌封胶的组成包括环氧树脂、固化剂、环氧稀释剂、填料等。研究灌封胶主要集中在美国、日本、德国等一些发达国家，产品齐全，性能较好，而我国起步较晚，灌封胶产品大多处于低档水平，高档灌封胶依赖进口。

生物基材料是指利用树木、农作物、其它动植物及其残体等可再生资源为起始物，通过生物转化制得的生物材料。和通常的石油基材料相比，具有分布广、来源多、低污染、大部分可生物降解等诸多优点。随着社会的发展，石油基材料固有的不可再生、污染严重、不可降解等问题愈加突出。生物基材料作为石油基材料的完美绿色替代品，具有巨大的市场前景。

环氧树脂与金属、玻璃、水泥、木材、塑料等多种极性材料，尤其是表面活性高的材料有很强的粘接力，同时环氧固化物的内聚强度也很大，所以其胶接强度很高，固化收缩小，内应力小，线膨胀系数小，尺寸稳定性高。这些性能使环氧树脂，尤其双酚A环氧树脂大量应用在灌封胶中。然而，纯双酚A环氧树脂固化后结构的化学交联密度高，分子链柔顺性低、内应力大，导致固化物质脆性较大，耐冲击性和抗疲劳耐久性差，限制了其在一些对耐久性和可靠性要求较高的高技术领域的应用与发展。如果利用生物基材料为原料，开发出性能优异的环氧树脂灌封胶，这将是一种更加绿色，更加环保的方案，对于节约资源以及环境保护具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种生物基环氧树脂灌封胶及其制备方法。本发明以生物基原料为主体原料，引入了环三磷腈结构，结构中的磷、氮协同作用使其具有耐热性和无卤阻燃性。

本发明的技术方案如下：

一种生物基环氧树脂灌封胶，所述生物基环氧树脂灌封胶含有多臂腰果酚基环三磷腈环氧树脂，所述多臂腰果酚基环三磷腈环氧树脂由六氯环三磷腈与腰果酚反应后再经过环氧化制得。

优选方案，六氯环三磷腈与腰果酚反应的过程为：

将六氯环三磷腈与腰果酚、缚酸剂溶于溶剂中，混合均匀，升温至90-100℃，搅拌回流反应24-48h；反应结束后，冷却至室温，抽滤，滤液浓缩、干燥，得到多臂腰果酚基环三磷腈树脂(CC)；

在装配有精密温度计，机械搅拌的三口圆底烧瓶中，加入多臂腰果酚基环三磷腈树脂(CC)，温度维持在50℃以下，同时缓慢滴加甲酸和双氧水，滴加结束后45-60℃反应2-4h；反应结束后降至室温，转移至分液漏斗中，加入一倍量的二氯甲烷，震荡均匀后，静置分去上层水层；用一定浓度的Na₂CO₃溶液洗涤两遍，静置，分去水层；加入一定量的无水硫酸镁，充分搅拌后，抽滤，得到溶液；将溶液转移至单口烧瓶中，旋转蒸发除去溶剂，置于45-60℃真空干燥箱中干燥12-24h，得到棕色油状液体，制得所述多臂腰果酚基环三磷腈环氧树脂(ECC)。

进一步优选，六氯环三磷腈与腰果酚的摩尔比为1:1-6；所述缚酸剂为三乙胺、NaH、碳酸钾中的一种或多种；缚酸剂与腰果酚的摩尔比为1:1-1.2；所述溶剂为THF、1,4-二氧六环、DMF中的一种或多种。

进一步优选，所述甲酸与多臂腰果酚基环三磷腈树脂的摩尔比为9.6-18:1；所述双氧水的质量浓度为50％，双氧水与多臂腰果酚基环三磷腈树脂的摩尔比为12-30:1。