[发明专利]环氧树脂单体及其中间体、制备方法、环氧树脂和回收方法

说明书

本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种环氧树脂单体及其衍生物、该环氧树脂单体的中间体及其衍生物、它们的制备方法、由所述环氧树脂单体制备得到的环氧树脂，以及所述环氧树脂的回收方法。所述环氧树脂单体具有式(I)所示结构，其中，A¹和A²各自独立地选自Z选自以下结构：Z1基团Z2基团Z3基团Z4基团本发明的环氧树脂单体能够得到的可回收型环氧树脂，能够在热条件下多次重复加工成型，并且能够在酸条件下充分降解，能够实现资源的回收利用，安全环保，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，特别涉及一种环氧树脂单体、该环氧树脂单体的中间体、它们的制备方法、由所述环氧树脂单体制备得到的环氧树脂，以及所述环氧树脂的回收方法。

背景技术

环氧树脂是一种具有三维交联结构的热固性聚合物材料，因其具有优良的力学性能、粘结性能、尺寸稳定性、耐化学腐蚀性和电绝缘性，被广泛地应用于涂料、胶黏剂、土木建筑、微电子制造和纤维增强复合材料等领域。但是目前商品化的环氧树脂其三维交联网络结构由不可逆的共价化学键所构筑，导致其一旦固化后具有不溶、不熔的特性，难以回收再利用。随着经济社会的快速发展，逐年增多的废弃环氧树脂制品对生态环境保护造成重大挑战。现有对于环氧树脂废弃物的处理方式主要包括陆地填埋、焚烧、自然环境老化、热裂解、机械粉碎、超临界流体降解等，但这些回收方法不仅造成了资源浪费，还存在着处理周期长、污染环境、能耗高、设备成本昂贵等问题。设计和开发出本征型可回收环氧树脂，可从根本上解决环氧树脂废弃物的回收再利用问题，不仅具有可观的经济价值，还有重要的环保意义。

目前，在环氧树脂交联结构中引入具有环境刺激响应性的动态共价键是开发具有可回收功能环氧树脂的一个重要途径。在特定环境条件刺激下(如光、热、磁场、电场、化学溶剂、pH值变化等)，这些动态共价键发生可逆的断键-成键或交换反应过程，引起环氧树脂交联结构发生重排或降解，环氧树脂在宏观上因此而表现出具有可重复加工成型和可降解等特性，可被资源化回收利用。

基于动态共价键的思想，已有现有技术发现了具有含有亚胺动态共价键的多胺固化剂，并对环氧树脂进行交联固化，得到可多次热压重复成型的环氧树脂。然而这种环氧树脂随着重复加工成型次数的增加，其力学性能发生显著下降，多次重复加工成型后无使用价值的环氧树脂仍面临着回收问题。

还有的现有技术利用本体点击化学反应制备可重复利用环氧树脂的方法，采用多官能团环氧树脂与糠硫醇在叔胺催化剂作用下点击反应得到端基为呋喃官能团的中间体；随后，将该中间体与含有马来酰亚胺基团的交联剂发生Diels-Alder(DA)反应，形成可逆交联的环氧树脂；利用DA加成结构的可逆动态性，该环氧树脂可在高温下可发生解交联，实现环氧树脂的重复回收利用和二次加工。然而这种环氧树脂在受热时由于可发生解交联反应，导致环氧树脂丧失力学性能，使得该环氧树脂在高温条件下使用存在安全隐患。

基于动态共价键，现有技术虽然已经得到了具有可重复加工成型和可降解特性的环氧树脂，然而它们仍然存在着随着加工成型次数增加而力学性能显著下降以及高温下存在安全隐患等缺陷，极大限制了可回收型环氧树脂的应用，因此亟待进一步研究改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种环氧树脂单体、该环氧树脂单体的中间体、它们的制备方法、由所述环氧树脂单体制备得到的环氧树脂，以及所述环氧树脂的回收方法。

本发明的环氧树脂单体能够得到的可回收型环氧树脂，能够在热条件下多次重复加工成型，并且能够在酸条件下充分降解，能够实现资源的回收利用，安全环保，具有广阔的应用前景。

本发明第一方面提供了一种环氧树脂单体，其中，该环氧树脂单体具有式(I)所示结构，

其中，A¹和A²各自独立地选自