本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體為一種可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、永久交聯(lián)結(jié)構(gòu)賦予了熱固性環(huán)氧樹脂優(yōu)異的耐熱性、耐溶劑性與力學(xué)性能，可作為涂料、粘合劑、彈性體與復(fù)合材料等廣泛應(yīng)用于建筑建材、汽車制造、電子電器與航空航天等領(lǐng)域。然而，熱固性環(huán)氧樹脂正在面臨著資源危機(jī)與環(huán)境污染等挑戰(zhàn)，一方面，傳統(tǒng)熱固性環(huán)氧樹脂依賴于不可再生的化石資源，其廣泛使用會面臨資源短缺問題；另一方面，熱固性環(huán)氧樹脂由于其永久交聯(lián)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其不可重復(fù)加工，使用廢棄后難降解也難回收，會造成嚴(yán)重的資源浪費(fèi)與環(huán)境污染。這些問題嚴(yán)重阻礙了熱固性環(huán)氧樹脂的可持續(xù)發(fā)展。
2、從可再生資源如植物油、呋喃衍生物、木質(zhì)素及其衍生物等為原料，代替化石資源制備生物基環(huán)氧樹脂，可一定程度上解決熱固性環(huán)氧樹脂對化石資源的依賴，提升熱固性環(huán)氧樹脂的可持續(xù)性。然而，生物基熱固性環(huán)氧樹脂通常具有與傳統(tǒng)熱固性環(huán)氧樹脂相似的永久交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使用廢棄后仍然難以降解與回收，仍然會導(dǎo)致資源浪費(fèi)與環(huán)境污染等問題。將動態(tài)共價(jià)鍵如二硫鍵、亞胺鍵、縮醛鍵或硼酸酯等引入熱固性環(huán)氧樹脂，制備動態(tài)共價(jià)鍵交聯(lián)的環(huán)氧樹脂，則可解決其不可重復(fù)加工與難以降解回收等問題。動態(tài)共價(jià)鍵交聯(lián)的聚合物又稱為共價(jià)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，在室溫下表現(xiàn)出與傳統(tǒng)熱固性聚合物相似的理化性能。而在高溫下，動態(tài)共價(jià)鍵可發(fā)生交換反應(yīng)改變交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而賦予共價(jià)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)力松弛性與流動性，可以像熱塑性聚合物那樣成型加工。此外，利用動態(tài)共價(jià)鍵可以具有適當(dāng)官能團(tuán)的小分子化合物發(fā)生交換反應(yīng)，使交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)降解而溶解于溶劑中，同時(shí)，又可通過去除溶劑與小分子化合物而實(shí)現(xiàn)交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)熱固性環(huán)氧樹脂的降解與循環(huán)利用。因此，將動態(tài)共價(jià)鍵引入生物基環(huán)氧樹脂，制備生物基環(huán)氧共價(jià)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，為熱固性環(huán)氧樹脂的可持續(xù)發(fā)展提供了行之有效的方法。
3、生物基環(huán)氧共價(jià)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的可塑性與降解回收性使其非常適合于用作易加工的可回收生物基粘合劑。利用其可塑性，可將其熱壓成不同形狀的(薄膜或片材)粘合劑，直接放置于被粘合物體間，在加熱與加壓下即可實(shí)現(xiàn)粘合。粘合物使用廢棄后，放置于可與粘合劑中的動態(tài)共價(jià)鍵反應(yīng)的小分子溶液中，即可通過交換反應(yīng)將粘合劑降解回收。因此，將生物基環(huán)氧共價(jià)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)用作粘合劑，可極大地促進(jìn)粘合劑的可持續(xù)發(fā)展。然而，由于生物基環(huán)氧共價(jià)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)為交聯(lián)聚合物，在與物體粘合的過程中，與物體表面的接觸不如傳統(tǒng)熱固性樹脂的液態(tài)前驅(qū)體緊密，導(dǎo)致生物基環(huán)氧共價(jià)自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的粘合強(qiáng)度較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑及其制備方法。獲得粘附強(qiáng)度高、可塑化、可回收的高性能生物基環(huán)氧樹脂粘合劑。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑的制備方法，其特征在于，按照如下步驟制備：
3、(1)將生物基環(huán)氧單體與含有酚羥基的醛類化合物在催化劑的作用下反應(yīng)得到生物基環(huán)氧多醛；
4、(2)制備的生物基環(huán)氧多醛、二元胺和仿貽貝醛基化合物反應(yīng)得到仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑。
5、上述方案中：步驟(1)中，生物基環(huán)氧單體與含有酚羥基的醛類化合物按照酚羥基與環(huán)氧基團(tuán)摩爾比0.5-1:1添加，催化劑用量為生物基環(huán)氧單體與含有酚羥基醛類化合物總質(zhì)量的0.01-1％。
6、上述方案中：步驟(1)中，反應(yīng)溫度為100-180℃。
7、上述方案中：所述生物基環(huán)氧單體為環(huán)氧大豆油、環(huán)氧亞麻籽油與丙三醇三縮水甘油醚中任意一種。
8、上述方案中：所述含酚羥基醛類化合物為香草醛、對羥基苯甲醛與間羥基苯甲醛中任意一種。
9、上述方案中：所述催化劑為1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、1，2-二甲基咪唑與4-二甲氨基吡啶中任意一種。
10、上述方案中：生物基環(huán)氧多醛、二元胺以及仿貽貝醛基化合物按照醛基與氨基摩爾比1:1加料，其中仿貽貝醛基化合物含量為生物基環(huán)氧多醛質(zhì)量的1％-10％，反應(yīng)溫度120-180℃。
11、上述方案中：所述二元胺為癸二胺、二聚胺、對苯二胺、二苯甲烷二胺、異氟爾酮二胺與二環(huán)己基甲烷二胺中任意一種。
12、上述方案中：所述仿貽貝醛基化合物為2,3-二羥基苯甲醛或3,4-二羥基苯甲醛。
13、一種所述可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑的制備方法制備得到的可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑。
14、有益效果：本發(fā)明以生物基環(huán)氧單體與含酚羥基醛類化合物為原料，合成生物基環(huán)氧多醛前驅(qū)體，然后與二元胺以及仿貽貝醛基化合物發(fā)生反應(yīng)，制備仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑，大幅度提高了粘合劑交聯(lián)密度與網(wǎng)絡(luò)剛性。仿貽貝醛基化合物含有鄰苯二酚結(jié)構(gòu)，能夠與多種表面形成氫鍵、金屬配位、陽離子-π等非共價(jià)作用力，可緊緊地粘附在不同物體表面。本發(fā)明將鄰苯二酚結(jié)構(gòu)引入動態(tài)共價(jià)鍵交聯(lián)的生物基環(huán)氧樹脂，獲得粘附強(qiáng)度高、可塑化、可回收的高性能生物基環(huán)氧樹脂粘合劑。
1.一種可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑的制備方法，其特征在于，按照如下步驟制備：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，生物基環(huán)氧單體與含有酚羥基的醛類化合物按照酚羥基與環(huán)氧基團(tuán)摩爾比0.5-1:1添加，催化劑用量為生物基環(huán)氧單體與含有酚羥基醛類化合物總質(zhì)量的0.01-1％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，反應(yīng)溫度為100-180℃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑的制備方法，其特征在于：所述生物基環(huán)氧單體為環(huán)氧大豆油、環(huán)氧亞麻籽油與丙三醇三縮水甘油醚中任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑的制備方法，其特征在于：所述含酚羥基醛類化合物為香草醛、對羥基苯甲醛與間羥基苯甲醛中任意一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑的制備方法，其特征在于：所述催化劑為1-甲基咪唑、2-甲基咪唑、1，2-二甲基咪唑與4-二甲氨基吡啶中任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑的制備方法，其特征在于：生物基環(huán)氧多醛、二元胺以及仿貽貝醛基化合物按照醛基與氨基摩爾比1:1加料，其中仿貽貝醛基化合物含量為生物基環(huán)氧多醛質(zhì)量的1％-10％，反應(yīng)溫度120-180℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑的制備方法，其特征在于：所述二元胺為癸二胺、二聚胺、對苯二胺、二苯甲烷二胺、異氟爾酮二胺與二環(huán)己基甲烷二胺中任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑的制備方法，其特征在于：所述仿貽貝醛基化合物為2,3-二羥基苯甲醛或3,4-二羥基苯甲醛。
10.一種權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)所述可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑的制備方法制備得到的可回收仿貽貝生物基環(huán)氧樹脂粘合劑。