技术领域
本发明涉及一种新型环氧树脂前质体双酚F，以双酚F为原料的环氧树脂与以双酚A为原料的环氧树脂相比，有黏度低、作业性优良等特点，同时也可被用作染料中间体、无溶剂型至固体份涂料、酚醛树脂的改性剂和稳定剂等方面，属于化学材料与领域。
背景技术
环氧树脂是复合材料的基体材料，种类繁多，性能优良，表现出优良的粘附力、力学性能、高绝缘性、优良的化学稳定性、形式及尺寸稳定性、热稳定性以及固化操作方便，使其用途为广泛。我国自1958年开始对环氧树脂进行了研究，并以很快的速度投入了工业生产，至今已在全国各地蓬勃发展，除生产普通的双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂外，也生产其他各种类型的新型环氧树脂，以满足建设及经济各部门的急需。
双酚F型环氧树脂是由双酚F(BPF)和环氧氯丙烷在碱性条件下缩合而成的产物，它不仅具有双酚A型环氧树脂的一切优良特性，还有其特的性能，尤其是黏度远低于双酚A型环氧树脂。双酚F型环氧树脂黏度是双酚A型环氧树脂的1/4左右，使双酚F环氧树脂在使用过程中可以少加甚至不加溶剂和活性稀释剂，了生产过程中易然易爆的危险，减少了环境污染。并且可低温固化，拓展了使用范围，同时发现其力学性能远远优于双酚A环氧树脂。由于双酚F型环氧树脂具有其特的性能，国外环氧树脂主要生产有品种比较的双酚F型环氧树脂产品。国内外有关双酚F环氧树脂的合成及其性能研究的报道也表明双酚F环氧树脂研究开发的重要性。
双酚F作为一种重要的化工中间体，其环氧树脂具有黏度低、易于与固化剂交联、对纤维浸渍性好等优点，能满足大型风电叶片和加工注塑成型要求。此外，双酚F与环氧烷加成即可得到联苯二醇，此后与二元酸反应得到聚酯树脂。该树脂具有粘度低、机械性能好与化学性能等特点，特别适宜制造耐腐材料。双酚F还可加氢制成醇作为耐候性材料的原料、溴化制阻燃剂等。总之，由双酚F参与制造的制品，其耐热、耐水(湿)、绝缘等性能，特别是加工(作业)和力学性能都有显著的提高，因而能满足高分子涂料、电子级环氧树脂、铸塑及浇铸成型、阻燃性材料、大型风电环氧树脂等性能的要求，所以双酚F产品具有较好的开发和应用前景。然而，随着人们对双酚F性能的要求越来越高，目前的产品很难满足人们的需求，需要开发出性能更加优良的双酚F产品。
为了解决上述问题，本发明设计合成了一种新型环氧树脂前质体双酚F，该新型双酚F目前尚未见报道。
风力发电是鼓励和急需的节能环保项目。风电叶片露天工作,在承受强风载荷、砂粒冲刷、紫外线照射、大气氧化与腐蚀、酸盐腐蚀、材料成本等方面有较高的要求。目前兆瓦级风机叶片已采用碳纤维增强环氧树脂复合材料,所需的环氧树脂要求粘度低、对纤维浸透性好、耐冲击性能高、韧性好。通用型环氧树脂的粘度高、耐冲击性及耐候性差,漆膜在户外易粉化失光又欠,不宜作户外用涂料和胶粘剂。研发新型风电叶片环氧树脂具有非常重要的意义。新型双酚F环氧树脂具有粘度低、耐溶剂性强、耐冲击性能高、对纤维浸渍性和与玻璃钢复合性能好、使用成本低等优点而被看好用于制造风电叶片基制材料。主要原料双酚F在国外已有生产,但存在高酚醛比、性能的对位异构体含量低、收率低、产物后处理复杂等问题,且采用了大倍数循环蒸发套用,又在加热条件下反应,造成生产成本较高。而进口双酚F价格过高,致使国内双酚F环氧树脂规模化生产很少。论文先用、在磷酸催化剂和甲醇溶剂存在下,进行亲电取代反应制备了双酚F,研究了原料配比、催化剂磷酸用量、反应温度及时间对产物收率及其中对位异构体含量的影响,得到了工艺参数:/(mo1)=5:1,甲醇/=1:1,/磷酸=3:1,水/酸=2.5～3.0/1,反应温度45℃,反应时间5h,在此反应条件下,双酚F产品收率达92.2%(以计,即每摩尔可以得到的双酚F摩尔),所得的双酚F产物中4,4'-位异构体含量有73.2%。再用双酚F与环氧氯丙烷在催化剂四甲基存在下进行醚化反应,然后加入固体氢氧化钠进行环氧化脱氯反应,再精制得到双酚F环氧树脂。研究了原料配比、反应时间和温度对产品氯含量和环氧值的影响,确定了适宜的工艺条件:环氧氯丙烷/双酚F(mol)=10:1,二氯丙醇/环氧氯丙烷=0.2,四甲基用量为2%(mol/BPF),醚化温度为80℃,时间为5h,环氧化催化剂为粉末状氢氧化钠,过量2%,闭环温度为70℃,时间为1.5～2.0h。在这一工艺条件下制得的双酚F型环氧树脂为浅黄色透明,低温流动性好,收率为91%,环氧值达到0.57,有机氯为2.110-4,无机氯为1.310-4。经傅里叶变换红外光谱和核磁共振分析,初步确认了所合成产品为双酚F环氧树脂。
双酚F型环氧树脂可应用于无溶剂固体涂料、铸塑及浇铸成型材料、层压材料等要求液态黏度低的领域（如玻璃钢及碳纤维复合材料等）。由于双酚F型环氧树脂或双酚F型和双酚A型共混环氧树脂具有良好的耐热性、耐水性和电学性能，还可用于变压器等的浇铸及灌封材料、半导体用密封料、半导体导电胶等领域。
性：贮存仓库应保持清洁、干燥、阴凉、通风良好。产品以白铁皮桶为包装，每桶净重5kg、10kg、20kg不等。贮运中不得日晒雨淋，并应远离热源、火种。可按非危险物品贮运。装卸时应轻举轻放，切不可挤压。
双酚F环氧树脂，又称双酚F二缩水甘油醚，简称BPF，是由与在酸性催化下反应生成双酚F，再与环氧氯丙烷在氢氧，化钠存在下进行缩聚反应制得。这是为了降低双酚A型环氧树脂本身的粘度并具有同样性能而研制出的一种新型环氧树脂。通常是用双酚F（二酚基甲，烷）与环氧氯丙烷在NaOH作用下反应而得的液态双酚F型环氧树脂。也可合成出固态双酚F型环氧树脂（多采用两步法合成）。工业级双酚F是双酚F的各种异构体（约占90%）和少量酚的混合物。由它制得的环氧树脂中含有少量支链结构。双酚F型环氧树脂的特点是黏度小，不到双酚A型环氧树脂黏度的1/3，对纤维的浸渍性好。其固化物的性能与双酚A型环氧树脂几乎相同，但耐热性稍低而耐腐蚀性稍优。
环硫树脂与环氧树脂在结构上十分类似,但又由于其结构的性,除了具有环氧树脂所具备的一些优能,还能够在低温下快速固化,与金属有良好的粘接,高的折射率等,因此,在低温快速固化、基材粘接以及光学树脂材料等领域有良好的应用,研究环硫/环氧树脂具备广阔的应用前景。实验过程中,制备低粘度的双酚F环硫/环氧树脂体系,有效地避免了树脂体系在操作中粘度大、流动性差的缺点。分别选择两类固化剂,胺类和酸酐类,对树脂/固化剂体系进行详细的探究。本论文主要工作如下：先,以双酚F环氧树脂和硫氰酸钾为主要原料制备了目标产物双酚F环环氧树脂。通过FTIR、1HNMR、元素分析等手段表征合成产物结构,并建立了红外工作曲线、核磁谱图两种分析方法,对合成产物进行环硫含量的定量分析。其中,合成的产物环氧转化率为67%。其次,环硫树脂与环氧树脂相比,具有更大的环张力,因此,活性更大、更容易开环,发生聚合反应。
酚醛环氧树脂是一款粘度适中，耐高温性能，附着力好，粘接、防腐、浇铸、机械等性能的低分子量合成树脂。广泛应用于复合材料、光固化阻焊油墨、耐温性乙烯基树脂及涂料；产品用途；酚醛环氧树脂既有酚醛树脂耐热性高，耐腐蚀性好的特点，又具备环氧树脂粘合性好，机械物理性能、电气绝缘性能良好的特点。可在需要提高耐热等级或耐腐蚀性能的涂料、粘合剂、浇铸料、层压制品等产品的生产开发上使用。
环氧树脂砂浆主要特性：
1、良好的触变性能：触变性能优良，静置状态下材料呈不易流动的凝胶态，即使涂抹在顶部或侧面等凹槽、孔洞内的材料也不会产生变形、流挂等现象，易于施工质量；当受到搅拌、挤压等剪力作用时，呈良好流动性流，易于施工操作。
2、良好的自流平性：施工中产生的缩孔、刮痕等缺陷在其固化过程中能够自愈，易于施工质量。
3、良好的粘结性能：主要力学性能优良，与混凝土粘结牢固，不易在粘结面开裂。
4、与混凝土良好的匹配性：具有较低的弹性模量和良好的柔韧性，能够提高固化体系的抗冲击性能、抵御外力引起的变形，不易脆性破坏。
5、：材料，符合环保要求。
