[發明專利]一種環氧樹脂改性材料及制備方法

無效

• 申請號: 201210180722.0
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN103421276A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 楊繼搞;張艷紅;歐陽芬;河野俊司
• 申請（專利權）人: 東麗先端材料研究開發（中國）有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L33/08;C08L33/12;C08L33/10;C08L33/14;C08G59/50
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技術領域

本發明屬于高分子技術領域，具體涉及一種復合材料用環氧樹脂改性材料及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂是應用最廣泛的工程材料之一，廣泛應用于涂料、澆注料、模壓料、膠黏劑等領域，但它的質脆、耐沖擊性能差的缺點限制了它在某些領域的應用。熱塑性聚合物廣泛用于環氧樹脂增韌，反應誘導相分離是熱塑性聚合物增韌環氧樹脂的主要機制。通過對固化溫度、固化時間及固化工藝的調節，進而實現對最后固化形貌的控制。

對于環氧樹脂聚丙烯酸酯增韌體系，如P.M.Remiro等(P.M.Remiro，C.Marieta，C.C.Riccardi，I.Mondragon，Influences?of?curing?conditions?on?the?morphologies?of?a?PMMA-modified?epoxy?matrix[J].Polymer，2001(42)：9909-9914)對環氧樹脂/PMMA固化體系進行了研究，探討了不同工藝條件對相形貌的影響。E.Schauer等人(E.Schauer，L.Berglund，G.Pena，C.Marieta，I.Mondragon，Morphological?variations?in?PMMA-modified?epoxy?mixtures?by?PEO?addition[J].Polymer，2002(43)：1241-1248)則研究了相容劑聚環氧乙烷(PEO)的加入對相形貌的影響。但是上述方法制備環氧樹脂改性材料是通過預固化過程對其相形貌進行一定控制，然后進行后固化，工藝上具有一定程度的復雜性。同時盡管PEO作為相容劑加入環氧樹脂/PMMA體系，當PMMA含量達到10wt％時并未達到雙連續相結構，進而會使環氧樹脂共混物性能有所下降。

發明內容

本發明旨在通過加入改性劑控制固化過程中的誘導相分離，在相對簡單的工藝條件下獲得一種具有雙連續相或顆粒相形式分散于環氧固化基體中的環氧樹脂共混物。本發明另一目的是提供該環氧樹脂改性材料的制備方法。

本發明的環氧樹脂改性材料，含有10～95重量份的環氧樹脂、4～60重量份的聚丙烯酸酯類聚合物、以及1～30重量份的帶叔胺基的聚合物。

本發明對于環氧樹脂沒有特別限定，所述環氧樹脂選自于縮水甘油醚類環氧樹脂、縮水甘油胺類環氧樹脂、縮水甘油酯類環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、線型脂肪族型環氧樹脂、或脂環族型環氧樹脂中的一種或幾種。本發明對于環氧樹脂的環氧值沒有特別限定，但是考慮到網絡節點減少會導致其性能下降，其環氧值優選為大于0.1eq/100g。同時優選數均分子量小于5000的環氧樹脂。當環氧樹脂的數均分子量大于5000時，則可能會導致體系粘度高，網絡節點少，固化困難。

本發明對于聚丙烯酸酯類聚合物沒有特別限定，為了獲得較好的增韌效果，聚丙烯酸酯類聚合物優選為聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯或聚甲基丙烯酸丁酯中的一種或幾種。

本發明對于帶叔胺基的聚合物沒有特別限定，考慮到帶叔胺基聚合物與聚丙烯酸酯類聚合物的相容性及協同增韌性，帶叔胺基的聚合物優選為聚2-(二甲氨基)甲基丙烯酸甲酯、聚2-(二乙氨基)甲基丙烯酸甲酯、聚2-(二異丙基氨基)甲基丙烯酸甲酯、聚2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯、聚2-(二乙氨基)甲基丙烯酸乙酯、聚2-(二異丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯或其共聚物中的一種或幾種。進一步優選為聚2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯、聚2-(二乙氨基)甲基丙烯酸乙酯、聚2-(二異丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯或其共聚物中的一種或幾種。帶叔胺基聚合物用量不應大于聚丙烯酸酯類聚合物用量的一半，避免過多導致環氧改性材料性能變差。

由于叔胺基的存在可以催化環氧的開環聚合，該材料可以不添加其他環氧固化劑就可以實現自催化效果。根據組分中的帶叔胺基聚合物的含量及其反應程度決定是否加入固化劑。

本發明還提供上述環氧樹脂改性材料的制備方法，將10～95重量份的環氧樹脂、4～60重量份的聚丙烯酸酯類聚合物、以及1～30重量份的帶叔胺基的聚合物溶于有機溶劑混合均勻，去除有機溶劑，固化得到環氧樹脂改性材料。

所述有機溶劑為丙酮、丁酮、二氯甲烷、或四氫呋喃中的一種或幾種。

環氧樹脂、聚丙烯酸酯類聚合物、以及帶叔胺基的聚合物的具體內容如上文中所述。