[發(fā)明專利]一種溫敏性環(huán)氧樹脂復合材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110462503.7
• 申請日: 2011-12-26
• 公開（公告）號: CN103172958A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發(fā)明（設計）人: 歐陽芬;張艷紅;河野俊司;楊繼搞
• 申請（專利權）人: 東麗纖維研究所(中國)有限公司
• 主分類號: C08L33/14
• 分類號: C08L33/14;C08L33/02;C08L63/00;C08G59/40
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技術領域

本發(fā)明屬于高分子技術領域，具體涉及一種具有溫敏性環(huán)氧樹脂復合材料及其制備方法。

背景技術

環(huán)境敏感性材料由于其結構、物理性質(zhì)、化學性質(zhì)等隨外界環(huán)境如溫度，PH值、外加應力、光強度等的變化而發(fā)生可逆性突變的特性，已在藥物緩釋體系、記憶元件開關、人造肌肉、化學存儲器、分離等領域具有良好的應用前景，受到越來越廣泛的關注。

甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯(DMAEMA)及其衍生物是一種典型的環(huán)境敏感性材料，它具有烯烴、胺、酯類化合物的特性，并且具有對溫度及PH相應性能，而且無毒；其均聚物和共聚物由于制備簡單，同時也具備溫敏性和PH值響應性而得到廣泛研究。甲基丙烯酸N，N-二甲基乙酯及其衍生物的均聚物及其共聚物由于玻璃化轉變溫度低(一般低于室溫)，力學性能差，價格高等缺陷，無法直接用于結構材料。目前，這類材料主要是通過交聯(lián)成凝膠或制備成膠束應用在藥物緩釋或智能開關等領域，其應用領域相對比較狹窄。相關專利有CN?102212178A、CN102268137A。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有低成本，高附加值的溫敏性環(huán)氧樹脂復合材料。

環(huán)氧樹脂由于含有大量的環(huán)氧基團，對于大多數(shù)填充、增強材料都有很好的粘附力，固化時不析出低分子物，成型收縮率相對很低等優(yōu)點，廣泛應用與涂料、粘合劑和先進復合材料領域。

將甲基丙烯酸N，N-二甲基乙酯及其衍生物的均聚物及其共聚物與環(huán)氧樹脂復合，利用環(huán)氧樹脂價格低，性能好，應用廣泛等優(yōu)點，可以擴大溫敏材料的應用，同時提供環(huán)氧樹脂更高的附加值，可以應用于智能涂料，功能塑料等領域。

本發(fā)明的目的可以通過以下措施達到：

一種溫敏性環(huán)氧樹脂復合材料，該復合材料主要由10～70重量份溫敏性聚合物，和90～30重量份環(huán)氧樹脂組成。

溫敏性聚合物優(yōu)選為甲基丙烯酸N，N-二甲基乙酯或其衍生物的均聚物、或者甲基丙烯酸N，N-二甲基乙酯或其衍生物與其它丙烯酸或丙烯酸酯類單體的共聚物中的一種或幾種。

其它丙烯酸或丙烯酸酯類單體具體為以下的一種或幾種：丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸異辛酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥丙酯、丙烯酸羥丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸異冰片酯、或甲基丙烯酸環(huán)已酯。進一步優(yōu)選丙烯酸、丙烯酸丁酯、或甲基丙烯酸甲酯中的一種或幾種。

甲基丙烯酸N，N-二甲基乙酯及其衍生物中的叔胺基能催化環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基團開環(huán)，起到固化效果，但由于聚甲基丙烯酸N，N-二甲基乙酯的空間位阻效應，其催化效率低，添加其它固化劑有利于環(huán)氧樹脂快速固化，且固化完全。

該復合材料優(yōu)選還含有固化劑，所述固化劑為胺類、酸酐類、酚醛樹脂或異氰酸酯的一種或幾種。

胺類固化劑的用量與固化劑的相對分子質(zhì)量、分子中活潑氫原子數(shù)以及環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值有關。胺類固化劑選自多元胺類固化劑、叔胺類固化劑、咪唑類固化劑、硼胺配合物類固化劑、或帶胺基的硼酸酯類固化劑中的一種或幾種。

酸酐類固化劑對皮膚刺激性小，常溫下與環(huán)氧樹脂混合后使用期長，固化物的性能優(yōu)良。酸類固化劑選自直鏈脂肪族酸酐、芳香族酸酐或脂環(huán)族酸酐中的一種或幾種。

該復合材料具有低臨界溶解溫度(LCST)，當溫度低于LCST時，材料具有親水特性；當溫度高于LCST時，材料具有憎水特性。該復合材料的LCST可以通過改變丙烯酸或丙烯酸酯類共聚單體的種類和含量來調(diào)節(jié)。例如，甲基丙烯酸N，N-二甲基乙酯或其衍生物的均聚物的低臨界溶解溫度(LCST)在30℃左右，當加入親水性單體共聚時，該共聚物的LCST下降，為10～30℃；當加入憎水性單體共聚時，該共聚物的LCST上升，為30～60℃。

例如，當甲基丙烯酸N，N-二甲基乙酯與疏水性的丙烯酸丁酯的共聚合，其LCST隨丙烯酸丁酯含量的增加而下降；當甲基丙烯酸N，N-二甲基乙酯與親水性的丙烯酸共聚合，其LCST隨丙烯酸含量的增加而上升。

所述環(huán)氧樹脂為縮水甘油醚型、縮水甘油酯型、縮水甘油胺型、線型脂肪族型或脂環(huán)族型中的一種或幾種，其環(huán)氧值大于0.35。當環(huán)氧值低于0.35時，可參與固化反應的環(huán)氧基團太少，環(huán)氧樹脂固化時間長，固化困難，固化后的環(huán)氧樹脂力學性能差，限制了該復合材料的應用。