[發(fā)明專利]一種新型脂肪族超支化環(huán)氧樹脂

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010594987.6
• 申請(qǐng)日: 2010-12-20
• 公開（公告）號(hào): CN102532479A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐孝華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐孝華
• 主分類號(hào): C08G59/04
• 分類號(hào): C08G59/04;C08G63/685;C08L63/02;C08L63/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂，尤其是一種新型脂肪族超支化環(huán)氧樹脂。

背景技術(shù)

目前，環(huán)氧樹脂具有良好的力學(xué)、電氣性能以及收縮率低、易加工成型和價(jià)格較廉等優(yōu)點(diǎn)，在膠粘劑、涂料以及先進(jìn)復(fù)合材料等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但由于固化后具有高交聯(lián)密度和苯環(huán)骨架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，耐沖擊性差，韌性不足。環(huán)氧樹脂的增韌研究是拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域的熱門課題，主要增韌手段包括核殼結(jié)構(gòu)聚合物增韌、IPN增韌、熱致型液晶聚合物增韌、橡膠類彈性體增韌和納米粒子增韌等。這些增韌手段都能使樹脂的韌性大大提高，但往往會(huì)引起拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度較大幅度下降。因此，既能提高環(huán)氧樹脂韌性又不影響其強(qiáng)度的新型改性方法顯得尤為重要。，脂肪族超支化聚合物和超支化環(huán)氧樹脂能大大提高環(huán)氧樹脂的韌性，但是固化物的強(qiáng)度有輕微下降。且利用芳香族超支化環(huán)氧樹脂有效地增韌增強(qiáng)雙酚A型環(huán)氧樹脂。本文利用分子設(shè)計(jì)的原理合成高關(guān)環(huán)率脂肪族超支化環(huán)氧樹脂HTPE23，并探討其對(duì)雙酚A型環(huán)氧樹脂的韌性和強(qiáng)度的影響規(guī)律。

發(fā)明內(nèi)容

一種新型脂肪族超支化環(huán)氧樹脂，采用一步法合成了新型脂肪族超支化環(huán)氧樹脂HTPE-3，利用FT-IR對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究了雙酚A型環(huán)氧樹脂E-51/HTPE-3雜化樹脂的力學(xué)性能和熱性能。結(jié)果顯示，雜化樹脂的韌性和強(qiáng)度隨HTPE-3含量的增加先增加后降低，具有極大值；當(dāng)HTPE-3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為12％左右時(shí)，與純E-51樹脂相比，雜化樹脂的沖擊強(qiáng)度和斷裂韌性分別提高了169.8％和35.2％，拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別提高了6.5％，10.0％，維卡軟化點(diǎn)溫度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱分解溫度略有下降。

具體實(shí)施方式

1.主要原材料

三2(22羥乙基)2異氰尿酸酯(THEIC)和二羥甲基丙酸(DMPA)，均為L(zhǎng)G化學(xué)產(chǎn)品；環(huán)氧氯丙烷(ECH)、二乙烯三胺(DETA)和丙烯腈(AN)，化學(xué)純?cè)噭p酚A型環(huán)氧樹脂E251(DGEBA)。

2.超支化環(huán)氧樹脂HTPE23的合成

利用一步法合成端羥基超支化聚酯，然后與環(huán)氧氯丙烷經(jīng)開環(huán)、關(guān)環(huán)反應(yīng)，得到產(chǎn)率為80％左右、環(huán)氧值為0.309mol/100g(最大理論值為0.594mol/100g，關(guān)環(huán)率為52％左右)的超支化環(huán)氧樹脂HTPE23。

3.雜化樹脂的制備

利用等摩爾的DETA和AN反應(yīng)制備固化劑DETA2AN。將理論用量的DETA2AN、DGEBA和HTPE23混合，攪拌均勻后，置于真空玻璃瓶中室溫抽真空脫除氣泡，澆注于自制的模具中，室溫固化5h以上，再在80℃左右后固化2h，取出試樣冷卻脫模，室溫放置12h以上測(cè)試雜化樹脂的性能。

4.雜化樹脂的性能測(cè)試和表征

(1)力學(xué)性能

雜化樹脂的拉伸強(qiáng)度參照ASTM?D?638-91a《塑料拉伸強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法》在日本島津AG21型電子拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)上測(cè)試；彎曲強(qiáng)度按ASTM?D5045-91a《塑料彎曲強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法》在Instron?5500R型萬能材料試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試；沖擊強(qiáng)度參照ASTM?D?256-81《塑料和絕緣材料沖擊強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法》在簡(jiǎn)支梁模式Zwick25113數(shù)字沖擊試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試；斷裂韌性參照ASTM?D?6110-96《塑料斷裂韌性的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法》在5500R型萬能材料試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試。

(2)熱性能

雜化樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度在NETZSCH?DSC204F1差示掃描量熱儀上測(cè)試，升溫速率10K/min，溫度范圍293～393K，氮?dú)鈿夥眨粺嶂胤治鲈贜ETZSCH?TG209熱重分析儀上進(jìn)行，升溫速率10K/min，氮?dú)鈿夥眨痪S卡軟化點(diǎn)溫度在Ceast?HDT3?V?ICAT測(cè)試儀上測(cè)試，載荷49.053N，升溫速率120K/h，測(cè)試起始溫度303K。