[發(fā)明專利]一種雙酚A環(huán)氧樹脂自由基接枝馬來酸酐的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010296225.8
• 申請日: 2010-09-29
• 公開（公告）號: CN101948560A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 官仕龍;楊專;吳畏;匡啟榮
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢工程大學(xué)
• 主分類號: C08F283/10
• 分類號: C08F283/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂改性方法，具體涉及一種雙酚A環(huán)氧樹脂自由基接枝馬來酸酐的方法。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂是一種應(yīng)用十分廣泛的熱固性樹脂，具有良好的電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性、粘接性、加工性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于建筑、機(jī)械、電子電氣、航天航空等領(lǐng)域。但單純的環(huán)氧樹脂也有一些缺點(diǎn)，固化后交聯(lián)密度大，內(nèi)應(yīng)力高，質(zhì)脆，耐沖擊性、耐開裂性、耐候性和耐濕熱性較差，因而難以滿足工程技術(shù)的要求。近年來，結(jié)構(gòu)粘接材料、封裝材料、纖維增強(qiáng)材料、層壓板、集成電路等方面要求環(huán)氧樹脂材料具有更好的綜合性能，如韌性好，內(nèi)部應(yīng)力低，耐熱性、耐水性、耐候性優(yōu)良等。同時，傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂只能溶于有機(jī)溶劑，使用過程中必須用有機(jī)溶劑進(jìn)行稀釋，這樣配制的環(huán)氧涂料在使用過程中必然對操作工人和環(huán)境造成危害。所以必須對環(huán)氧樹脂進(jìn)行水性化改性、增韌改性，阻燃改性等。對環(huán)氧樹脂進(jìn)行化學(xué)改性已成為一個研究熱點(diǎn)。

通常，對環(huán)氧樹脂進(jìn)行化學(xué)改性，是利用環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基團(tuán)與改性劑上的活性基團(tuán)，如羧基、氨基等反應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的，這樣必然減少環(huán)氧樹脂中環(huán)氧基團(tuán)的數(shù)量，降低環(huán)氧樹脂固有的優(yōu)良性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種雙酚A環(huán)氧樹脂自由基接枝馬來酸酐的方法，該方法是通過自由基接枝，使馬來酸酐通過碳碳共價健接枝到雙酚A環(huán)氧樹脂分子鏈上，使環(huán)氧樹脂分子中帶有酸酐官能團(tuán)；該方法得到的接枝產(chǎn)物中保留了原環(huán)氧樹脂分子中的環(huán)氧基團(tuán)基本不變，同時又帶有酸酐官能團(tuán)，從而可以利用環(huán)氧樹脂分子中酸酐官能團(tuán)的反應(yīng)活性來對環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是：一種雙酚A環(huán)氧樹脂自由基接枝馬來酸酐的方法，其特征在于它包括如下步驟：

1)原料的選?。喊措p酚A環(huán)氧樹脂∶二氧六環(huán)溶劑∶馬來酸酐∶自由基引發(fā)劑的質(zhì)量比＝100∶75∶30∶(3～6)，選取雙酚A環(huán)氧樹脂、二氧六環(huán)溶劑、馬來酸酐和自由基引發(fā)劑，備用；

2)先將雙酚A環(huán)氧樹脂在二氧六環(huán)溶劑中預(yù)熱完全溶解，升溫至80～90℃，加入馬來酸酐和自由基引發(fā)劑，馬來酸酐和自由基引發(fā)劑分三次加入，每次加料間隔時間為3h；加料完畢，繼續(xù)恒溫反應(yīng)3h(即接枝反應(yīng)時間約9小時)，出料，得到接枝產(chǎn)物。

所述雙酚A環(huán)氧樹脂可以是E-20環(huán)氧樹脂、E-12環(huán)氧樹脂或E-10環(huán)氧樹脂。

所述自由基引發(fā)劑為有機(jī)過氧類引發(fā)劑，可以是過氧二苯甲?；蜻^氧化月桂酰。

所述預(yù)熱為50～70℃。

接枝產(chǎn)物分子中既含有環(huán)氧基，又含有如下結(jié)構(gòu)的酸酐基團(tuán)：

產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)可以通過紅外光譜表征，1778.45cm^-1出現(xiàn)了明顯的酸酐的特征吸收峰，表明馬來酸酐已經(jīng)接枝到環(huán)氧樹脂分子鏈上了；915.46cm^-1和831.04cm^-1是環(huán)氧基團(tuán)的特征吸收峰，該兩處的吸收峰與未接枝環(huán)氧樹脂吸收峰吸收強(qiáng)度基本不變，表明接枝過程中環(huán)氧基團(tuán)的數(shù)量基本不變。

本發(fā)明是通過自由基接枝，使馬來酸酐通過碳碳共價健接枝到雙酚A環(huán)氧樹脂分子鏈上，使環(huán)氧樹脂分子中帶有酸酐官能團(tuán)，從而可以利用環(huán)氧樹脂分子中酸酐官能團(tuán)的反應(yīng)活性來對環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性。

本發(fā)明的有益效果是：通過自由基接枝方法使環(huán)氧樹脂接枝馬來酸酐，在環(huán)氧樹脂分子中的環(huán)氧基的數(shù)量基本不發(fā)生改變的情況下，使環(huán)氧樹脂分子中帶有酸酐官能團(tuán)。接枝產(chǎn)物中保留了原環(huán)氧樹脂分子中的環(huán)氧基團(tuán)基本不變，同時又帶有酸酐官能團(tuán)，利用酸酐官能團(tuán)可以對環(huán)氧樹脂繼續(xù)改性(這避免了通常環(huán)氧樹脂改性過程中消耗環(huán)氧基團(tuán)的缺點(diǎn))，比如，酸酐基團(tuán)水解，再中和，可制得水性自乳化環(huán)氧樹脂；與端羥基聚丁二烯、端羥基丁腈橡膠反應(yīng)可以對環(huán)氧樹脂進(jìn)行增韌改性等。

環(huán)氧樹脂分子中酸酐基團(tuán)的存在給環(huán)氧樹脂的化學(xué)改性帶來了新的途徑。

具體實(shí)施方式

為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施表示的范圍。

實(shí)施例1：

取100g的E-20型環(huán)氧樹脂，加入75g的二氧六環(huán)作溶劑，加熱至50℃，攪拌，使環(huán)氧樹脂完全溶解。升溫至90℃，加入30g馬來酸酐和5g過氧化苯甲酰，恒溫攪拌，馬來酸酐和過氧化苯甲酰分3次加入(每次加入量沒有特別要求，以下實(shí)施例相同)，每次間隔時間為3h。加料完畢，繼續(xù)恒溫反應(yīng)3h，出料，得到接枝產(chǎn)物。

接枝產(chǎn)物分子中既含有環(huán)氧基，又含有如下結(jié)構(gòu)的酸酐基團(tuán)：