CN104151494A - 环氧扩链剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环氧扩链剂及其制备方法，按重量份数计算，将22-27份γ-胡萝卜素与9-11份顺丁二烯酸酐加入有机溶剂中，料液比为31:60-38:60g/ml；充分混合均匀，在130-170℃、氮气保护下发生D-A反应3-5h；再向反应后的混合物中加入90-95份环氧氯丙烷以及0.6-0.8份溴化胺，加热回流5-7h，然后冷却至65-75℃后，加入过量氢氧化钠，经洗涤得成品。本发明的环氧扩链剂可应用于聚酯、聚酰胺类工程塑料的回收利用，以及可生物降解聚合物材料性能提高，其原料和试剂来源广泛，成本低廉，反应条件温和，产物易分离纯化，特别适用于大规模的工业生产，可以高效、高收率地制得高纯度的长分子链、大分子量多环氧官能团扩链剂。本发明的环氧扩链剂，分子量大，分子链长长，环氧官能团多，易于发生扩链反应，且不会与水发生反应，环境友好。

Description

环氧扩链剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种有机合成技术领域，尤其是一种环氧扩链剂及其制备方法。
背景技术
近年来聚酯、聚酰胺类工程塑料、可生物降解聚合物材料在日常生活中的应用越来越广泛。聚酯、聚酰胺类工程塑料由于熔体粘度较低，为了提高加工性能需要提高熔体粘度。此外，聚酯、聚酰胺类工程塑料由于经过了多次加工和长期使用，由于降解作用使得分子量有所下降，在回收利用时，力学性能下降，粘度更下，采用扩链方法是提高回收聚酯、聚酰胺熔体粘度，制品力学性能的有效方法。可生物降解聚合物材料是一类环境友好材料，但是大部分可生物降解材料热稳定和力学性能较差，通过扩链反应可以提高其热稳定性和力学性能。目前，市售的扩链剂有噁唑啉类、环氧树脂类、异氰酸酯类、酸酐类等分子量较小的有机物，加入后会造成聚合物力学性能下降；过量的扩链剂在使用过程中会迁移到制品表面，对环境造成伤害，不适合可生物降解聚合物材料的环境友好特性。上述特性严重影响了国内聚酯、聚酰胺类工程塑料的回收利用以及可生物降解聚合物材料的推广应用。因此，迫切需要开发一种扩链效果优良、环境友好的新型扩链剂。
发明内容
本发明的目的是：提供一种环氧扩链剂及其制备方法，它的应用面广且环境友好、扩链效率高，工艺简单、容易合成，以克服现有技术的不足。
本发明是这样实现的：环氧扩链剂，它的分子结构式为：
。
环氧扩链剂的制备方法，按重量份数计算，将22-27份γ-胡萝卜素与9-11份顺丁二烯酸酐加入有机溶剂中，料液比为31:60-38:60g/ml；充分混合均匀，在130-170℃、氮气保护下发生D-A反应3-5h；再向反应后的混合物中加入90-95份环氧氯丙烷以及0.6-0.8份溴化胺，加热回流5-7h，然后冷却至65-75℃后，加入过量氢氧化钠，经洗涤得成品。
所述的有机溶剂为苯、甲苯或乙腈。
本发明的反应方程式为：
由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的环氧扩链剂可应用于聚酯、聚酰胺类工程塑料的回收利用，以及可生物降解聚合物材料性能提高，其原料和试剂来源广泛，成本低廉，反应条件温和，产物易分离纯化，特别适用于大规模的工业生产，可以高效、高收率地制得高纯度的长分子链、大分子量多环氧官能团扩链剂。本发明的环氧扩链剂，分子量大，分子链长长，环氧官能团多，易于发生扩链反应，且不会与水发生反应，环境友好。
具体实施方式
本发明的实施例1：环氧扩链剂的制备，向带有磁力搅拌器的200ml三口瓶中加入60ml的苯，25gγ-胡萝卜素及9.8g顺丁二烯酸酐，加热至140℃，在氮气保护下发生D-A反应4h；向此混合物中加入93g环氧氯丙烷和0.7g溴化胺，加热回流6h；冷却至73℃后，再加入过量氢氧化钠；过滤，经蒸馏水反复洗涤，抽滤获得淡黄色的多环氧官能团扩链剂36.75g。
本发明的实施例2：环氧扩链剂的制备，向带有磁力搅拌器的200ml三口瓶中加入60ml的甲苯，22gγ-胡萝卜素及9g顺丁二烯酸酐，加热至170℃，在氮气保护下发生D-A反应3h；向此混合物中加入90g环氧氯丙烷和0.6g溴化胺，加热回流5h；冷却至75℃后，再加入过量氢氧化钠；过滤，经蒸馏水反复洗涤，抽滤获得白色的多环氧官能团扩链剂29.82g。
本发明的实施例3：环氧扩链剂的制备，向带有磁力搅拌器的200ml三口瓶中加入60ml的乙腈，27gγ-胡萝卜素及11g顺丁二烯酸酐，加热至130℃，在氮气保护下发生D-A反应5h；向此混合物中加入90g环氧氯丙烷和0.6g溴化胺，加热回流4h；冷却至75℃后，再加入过量氢氧化钠；过滤，经蒸馏水反复洗涤，抽滤获得白色的多环氧官能团扩链剂33.92g。
发明人通过实验反复确认，上述实施例能够按重量份数的比例放大，且为了验证本发明的实验效果，申请人将上述实施例的产物进行如下实验：
将实施例1的环氧扩链剂分别应用于PLA挤出加工，当环氧扩链剂的添加量为PLA质量的0.8%时，制备的PLA产品热分解开始温度提高了20℃；熔体指数从30降低到5；再将制备的粒料进行注塑，再检测其力学性能，并以单纯的PLA作为对比，添加了本发明的环氧扩链剂的产品与单纯的PLA制备的产品相比，拉伸强度从56MPa提高到71MPa，缺口冲击强度从3.1KJ/m2提高到5.3KJ/ m2。
将实施例2的环氧扩链剂应用于回收PET材料挤出加工，当环氧扩链剂的添加量为PET质量的1%时，制备的获得的PET回收改性料拉伸强度从103.5MPa提高到133.2MPa，缺口冲击强度从7.6 KJ/m2提高到11.4 KJ/m2。

Claims (3)

1.一种环氧扩链剂，其特征在于：它的分子结构式为：
。
2.一种如权利要求1所述的环氧扩链剂的制备方法，其特征在于：按重量份数计算，将22-27份γ-胡萝卜素与9-11份顺丁二烯酸酐加入有机溶剂中，料液比为31:60-38:60g/ml；充分混合均匀，在130-170℃、氮气保护下发生D-A反应3-5h；再向反应后的混合物中加入90-95份环氧氯丙烷以及0.6-0.8份溴化胺，加热回流5-7h，然后冷却至65-75℃后，加入过量氢氧化钠，经洗涤得成品。
3.根据权利要求2所述的环氧扩链剂的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂为苯、甲苯或乙腈。
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