[發(fā)明專利]一種溫度響應(yīng)型環(huán)氧合金材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210147127.7
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN103382280A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張艷紅;歐陽芬;楊繼搞;河野俊司
• 申請（專利權(quán)）人: 東麗先端材料研究開發(fā)（中國）有限公司
• 主分類號(hào): C08L63/00
• 分類號(hào): C08L63/00;C08L33/14;C08L39/04;C08L29/10;C08L33/24;C08G59/22;C08F120/34;C08F220/34;C08F216/18;C08F216/14;C08F220/54;C08F226/06;C09D163/0
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金材料領(lǐng)域，具體涉及一種溫度響應(yīng)型環(huán)氧合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂是一種優(yōu)良的熱固性樹脂，因其具有優(yōu)良的物理性能、電絕緣性能、耐化學(xué)腐蝕性能、耐熱和粘合性能，環(huán)氧樹脂從涂料、地坪、電子封裝料、膠粘劑到纖維增強(qiáng)復(fù)合材料領(lǐng)域，從建筑施工、電子電力、運(yùn)動(dòng)器材到航天航空等領(lǐng)域，環(huán)氧樹脂顯示了廣泛而重要的應(yīng)用。單純的環(huán)氧樹脂一般分子量較低，為液態(tài)或粘稠狀液體，幾乎沒有什么力學(xué)性能。但加入固化劑后，由于形成三維網(wǎng)狀交聯(lián)結(jié)構(gòu)，其物理機(jī)械性能、介電性能、抗化學(xué)腐蝕性能等大幅度提高。并且根據(jù)固化劑使用的不同，最終材料的性能差別會(huì)很大。也因此為環(huán)氧樹脂的應(yīng)用和研發(fā)提供了廣闊的空間。

溫度響應(yīng)型聚合物的水溶液，在一定濃度與溫度條件下，可以進(jìn)行親水-親油性質(zhì)的轉(zhuǎn)換。最常見的是具有最低臨界溶解溫度(lower?critical?solution?temperature，LCST)的聚合物，例如聚2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯(PDMAEMA)。低于此溫度時(shí)，聚合物與水分子間的氫鍵作用使其順利溶解形成均相溶液，表現(xiàn)為親水性；高于此溫度時(shí)，聚合物分子本身間的氫鍵作用占主導(dǎo)地位，從而與水分子排斥而沉淀分相。此時(shí)聚合物的流體力學(xué)體積變小，聚合物表面變得憎水，表現(xiàn)為親油性。而聚合物的最低臨界溶解溫度可以通過改變分子量，引入嵌段共聚物，調(diào)節(jié)pH值，改變鹽濃度等一系列方法精細(xì)地調(diào)節(jié)。溫度響應(yīng)型聚合物的相圖除了LCST以外還可以有其他更復(fù)雜的情況，但其共性就是對溫度的改變有響應(yīng)性。依據(jù)這樣的性質(zhì)，溫度響應(yīng)型聚合物在藥物緩釋，智能檢測，選擇性分離，表面改性等方面均獲得集中而深入的研究。但由于其成本高昂，力學(xué)強(qiáng)度差，至今仍限制其在更廣闊范圍內(nèi)的應(yīng)用。

現(xiàn)有文獻(xiàn)與技術(shù)中，為了滿足更多方面的特定的應(yīng)用，對溫度響應(yīng)型聚合物的改性通常是通過嵌段、共聚、接枝等共價(jià)鍵的方式引入其他單體進(jìn)行的。例如申請?zhí)枮镃N201110089036.8的專利文獻(xiàn)，通過共聚聚乙二醇的鏈段來制備具有更好的生物相容性與更穩(wěn)定的相轉(zhuǎn)變的五嵌段聚合物。而申請?zhí)枮镃N201010623238.1的發(fā)明專利中，溫度響應(yīng)型聚合物單體通過與兩性離子型聚合物單體無規(guī)共聚的方法，制備除溫度響應(yīng)性以外還有抗生物結(jié)垢性的聚合物。非專利文獻(xiàn)Applied?materials?and?interfaces?2009，1，239-243，則在聚合物纖維的表面接枝溫度響應(yīng)型聚合物，以制備智能纖維。這種通過共價(jià)鍵改性的方法一般需要比較復(fù)雜的化學(xué)合成或聚合過程，產(chǎn)品適應(yīng)面比較窄，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種行之有效的方法，結(jié)合環(huán)氧的高力學(xué)性能和溫敏性聚合物的功能性，制造高附加值和多功能性的環(huán)氧合金材料，并擴(kuò)展各自的應(yīng)用領(lǐng)域。

本發(fā)明可以通過以下方式實(shí)現(xiàn)：

一種溫度響應(yīng)型環(huán)氧合金材料，主要由以下組分制備得到：A)溫敏性聚合物單體3-97質(zhì)量份；B)環(huán)氧樹脂97-3質(zhì)量份。

考慮到自由基聚合的需要，溫敏性聚合物單體優(yōu)選為丙烯酸酯類、丙烯酰胺類、乙烯基醚類、N-乙烯基酰胺類、或N-乙烯基內(nèi)酰胺類中的一種或幾種。進(jìn)一步優(yōu)選為2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯、2-(二乙基氨基)甲基丙烯酸乙酯、2-(二異丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯、N，N-二乙基丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、N-乙基甲基丙烯酰胺、甲基乙烯基醚、2-乙氧基乙基乙烯基醚、2-甲氧基乙基乙烯基醚、N-乙烯基正丁基酰胺、N-乙烯基己內(nèi)酰胺、或N-乙烯基吡咯烷酮中的一種或幾種。其在均聚或共聚后形成的聚合物具有溫度敏感性。

本發(fā)明對于環(huán)氧樹脂沒有特別限定，所述環(huán)氧樹脂為縮水甘油醚類環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺類環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯類環(huán)氧樹脂、雙酚A型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、線型脂肪族型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族型環(huán)氧樹脂、或水溶性環(huán)氧樹脂中的一種或幾種的組合。

本發(fā)明對環(huán)氧樹脂的分子量和環(huán)氧值沒有特別的限制。優(yōu)選環(huán)氧樹脂的數(shù)均分子量為5000以下，當(dāng)環(huán)氧樹脂的數(shù)均分子量大于5000時(shí)，則可能會(huì)導(dǎo)致體系粘度高，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)少，固化困難。優(yōu)選環(huán)氧值大于0.1eq/100g，當(dāng)環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值小于0.1eq/100g，則可能會(huì)造成固化困難，力學(xué)性能下降。