[发明专利]一种生物基环氧树脂的制备方法

摘要

本发明涉及一种生物基环氧树脂的制备方法使用马来酸酐对低分子量聚乳酸进行端基改性得到两端羧基封端的聚乳酸。在锌粉为催化剂，DMSO为溶剂的条件下，通过甲基丙烯酸环氧丙酯对聚乳酸进行改性，从而在聚乳酸分子链两端引入环氧基。最后通过添加适当的固化剂引发环氧基开环，从而交联成三维网状结构而固化。本发明工艺简单，聚乳酸来源于玉米、马铃薯等作物，原料来源广泛，且有利于降低高分子材料对石油资源的消耗及降低CO2的排放，所得环氧树脂具有较低的粘度、良好的粘接性，可以用作胶粘剂、涂料和复合材料的基体，适合多种复合材料的成型工艺。因此，该发明具有较为广阔的应用前景。

主权项

一种生物基环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)取低分子量聚乳酸与马来酸酐反应，控制反应温度100～140℃，在惰性气体氛围下反应2～6h；2)除去甲基丙烯酸环氧丙酯中的阻聚剂和水，具体工艺为：将甲基丙烯酸环氧丙酯经100～200目的中性氧化铝柱过柱；加入无水硫酸镁振荡吸附微量水分，过滤，静置6～12h；对滤液进行减压蒸馏，温度为70～150℃，真空度为20～80mmHg，并使用搅拌器进行搅拌，蒸馏时间为2～6h；3)制备两端为双键的改性聚乳酸工艺，将甲基丙烯酸环氧丙酯加入步骤1)的所得产物和锌粉的DMSO溶液中，在氮气保护和搅拌条件下，控制反应温度为60～100℃，反应时间为6～12h；锌粉的用量为反应物总质量的0.1～0.5％；聚乳酸与甲基丙烯酸环氧丙酯的质量比为1∶(0.04～2)；4)洗涤和提纯两端为双键的改性聚乳酸，将制备两端为双键的改性聚乳酸的反应液倒入大量的乙醇溶液中，剧烈搅拌，最后将沉淀物在室温下减压干燥24h；两端为双键的改性聚乳酸和甲基丙烯酸环氧丙酯在引发剂作用下反应条件为，溶剂采用DMSO，不断搅拌，反应温度为60～100℃，反应时间为3～8h，引发剂的用量为0.5～3％，两端为双键的改性聚乳酸与甲基丙烯酸环氧丙酯的摩尔比为1∶(15～90)；5)环氧树脂后处理，在两端为双键的改性聚乳酸和甲基丙烯酸环氧丙酯反应液中加入8～15倍量的甲醇沉淀出共聚物，抽滤并多次洗涤，最后在真空条件下干燥24h，得生物基环氧树脂中间体；6)生物基环氧树脂固化产品的制备方法，在25～100℃条件下，向步骤5)所得的生物基环氧树脂中间体中加入质量分数为5～25％的固化剂，预分散5～20分钟，将树脂浇入模具中并在60～100℃下保温2～6小时，最后在110～160℃下后固化1～4小时，即得生物基环氧树脂产品。