[發(fā)明專利]熱塑性彈性體增韌環(huán)氧樹脂、制備及應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110433796.6
• 申請日: 2011-12-22
• 公開（公告）號: CN102516717A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣鶴;李國鋒;馮恩耀;黃凌;劉超;嚴(yán)克波;周超;周建庭;鄭丹;李青
• 申請（專利權(quán)）人: 云南云嶺高速公路養(yǎng)護(hù)綠化工程有限公司;重慶交通大學(xué)
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L53/02;C09K3/10;C09D163/00;C09D153/02;C09D5/08;C09J163/00;C09J153/02;C04B26/14
• 代理公司: 昆明今威專利商標(biāo)代理有限公司 53115
• 代理人: 趙云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱塑性彈性體增韌環(huán)氧樹脂、制備及應(yīng)用，屬于改變環(huán)氧樹脂物理指標(biāo)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂以其較強(qiáng)的適用性在土木、建筑、裝飾裝修、機(jī)械、電子等各類工程領(lǐng)域中得以廣泛應(yīng)用，其應(yīng)用形式一是作為膠黏劑粘接同類或異類材料；二是作為膠結(jié)料將砂石料或粉末填充料粘結(jié)為整體，形成樹脂混凝土或砂漿；三是作為結(jié)構(gòu)或材料表面涂膜，起抗堿或保護(hù)作用；四是作密封材料使用，如電器元件或電子部件封裝等。其優(yōu)勢在于其粘接能力強(qiáng)、強(qiáng)度高、固化收縮小、可室溫固化等。但固化后的環(huán)氧樹脂表現(xiàn)出脆性性質(zhì)，缺乏變形適應(yīng)性。尤其是環(huán)氧樹脂用于工程結(jié)合部位及工程修補(bǔ)時，在外力作用及溫度脹縮條件下結(jié)合或修補(bǔ)部位產(chǎn)生較大的應(yīng)力，易于引起粘接失效。以路面及橋梁伸縮縫修補(bǔ)為例：用環(huán)氧樹脂砂漿修補(bǔ)后，其與路面或橋面原有混凝土（或?yàn)r青混合料）之間的結(jié)合界面受溫度波動產(chǎn)生反復(fù)的拉、壓應(yīng)力作用，在數(shù)天或數(shù)月內(nèi)即產(chǎn)生裂縫、局部剝落、碎裂等現(xiàn)象，需頻繁維修阻斷交通，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失；另一個例子是用普通環(huán)氧樹脂封裝電機(jī)時，由于電機(jī)運(yùn)行時生熱，導(dǎo)致剛性的封裝料膨脹開裂引起部件開裂；此外將環(huán)氧樹脂用于建筑防水密封時也是剛性密封，溫度稍有波動即會脹縮開裂。

為改善環(huán)氧樹脂的脆性、提高韌性及抗沖擊性，現(xiàn)有以下幾條技術(shù)途徑：一是在合成階段改性環(huán)氧；二是采用改性的柔性固化劑；三是添加特制的柔性聚氨酯、聚酯、端羧基丁腈橡膠等可參與反應(yīng)的其他聚合物；四是填充橡膠（已硫化）粉末等。前三種方法均需改變環(huán)氧樹脂或其固化劑的配方及生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)成本增加較大；第四種方法則存在分散均勻程度不夠、性能提高幅度有限的缺陷。

熱塑性彈性體具有橡膠的彈性性質(zhì)，同時可熱熔或溶解，具有優(yōu)異的加工性能，造價不高。隨著化學(xué)工業(yè)發(fā)展，熱塑性彈性體的種類不斷增加，現(xiàn)有的熱塑性彈性體包括苯乙烯類(SBS、SIS、SEBS、SEPS)、烯烴類(TPO、TPV)、雙烯類(TPB、TPI)、氯乙烯類(TPVC、TCPE)和乙烯類（CPE、CPP）等，其在各領(lǐng)域應(yīng)用也越來越廣。但熱塑性彈性體的極性較弱，其與極性較強(qiáng)的環(huán)氧樹脂相容性不好，因而在環(huán)氧增韌中并未得到較好的應(yīng)用。

另一方面通常環(huán)氧樹脂施工時需加入有機(jī)溶劑稀釋，帶來相應(yīng)的火患、有機(jī)物揮發(fā)、毒性等問題。采用低揮發(fā)的稀釋劑或活性稀釋劑，往往使環(huán)氧樹脂成本較大幅度增高，不利于工程推廣用于。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種熱塑性彈性體增韌環(huán)氧樹脂、制備及應(yīng)用，可較好地解決熱塑性彈性體與環(huán)氧樹脂二者的相容性，有效地改善環(huán)氧樹脂的脆性，使用安全，成本較低，應(yīng)用范圍較廣。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述目的采取的技術(shù)方案是：各原料的重量配比為，①環(huán)氧樹脂100，②固化劑15～40，③熱塑性彈性體2～20，④相容劑5～100，⑤助劑0.5～5；相容劑采用松香及其改性物、石油樹脂、古馬隆樹脂、芳烴油、環(huán)烷油、溶劑油的一種或多種，助劑采用硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、EBS的一種或多種。

所述的熱塑性彈性體采用苯乙烯類、烯烴類、雙烯類、氯乙烯類和乙烯類彈性體的一種或多種共聚物、混合物、改性物或再生物。苯乙烯類常見的有SBS、SIS、SEBS、SEPS；烯烴類常見的有TPO、TPV；雙烯類常見的有TPB、TP；氯乙烯類常見的有TPVC、TCPE；乙烯類常見的有CPE、CPP。

本發(fā)明所述熱塑性彈性體增韌的環(huán)氧樹脂的制備方法為：先按配方比例將熱塑性彈性體、相容劑總量的1/3～3/5、助劑三者在120℃～180℃下熱熔混合均勻，再與環(huán)氧樹脂混勻，制成A料；再將固化劑與剩余的相容劑加熱至粘度200～600厘泊混合均勻,如相容劑是液體則可直接與固化劑室溫混合，制成B料；施工時視所需的物理指標(biāo)，將A料與B料混勻。

在上述的制備方法中，熱塑性彈性體、相容劑和助劑在120℃～180℃下混勻后，需降溫10℃～60℃并保溫0.5～3h，并在攪拌下使熱塑性彈性體充分分散至無殘留有團(tuán)塊止；加環(huán)氧樹脂是在該保溫溫度下進(jìn)行，混勻后自然冷卻至室溫；冷卻的A料如出現(xiàn)相分離，應(yīng)重新升溫至保溫溫度，在攪拌下徐徐滴入相容劑和助劑，最終得到均勻的A料。

本發(fā)明所述熱塑性彈性體增韌的環(huán)氧樹脂可應(yīng)用于建筑工程的填縫、修補(bǔ)混凝土或砂漿中，應(yīng)用時將熱塑性彈性體增韌的環(huán)氧樹脂與集配砂石材料混勻，且重量占樹脂混凝土總量的4%～40%。