[發明專利]一種正硅酸四乙酯包覆環氧樹脂微膠囊及其制備方法

有效

• 申請號: 201310258329.3
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103331134A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 孔振武;林廣沅;吳國民
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所
• 主分類號: B01J13/14
• 分類號: B01J13/14;C08G77/00;C08L63/00;C08L83/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 馮慧

技術領域

本發明涉及一種環氧樹脂微膠囊及其制備方法，尤其涉及一種正硅酸四乙酯包覆環氧樹脂微膠囊及其制備方法。

背景技術

微膠囊是利用成膜物質包覆芯材而形成具有核-殼結構的微小容器，它將芯材物質與外界隔離，起到保護、控制釋放、提高穩定性、屏蔽氣味及降低毒害等作用，因而廣泛應用于食品、醫藥、膠黏劑、涂料、染料、感光材料、相變材料等行業。近年來，微膠囊技術在樹脂及其復合材料中得到了應用，已成為高性能材料研究的新方向。

環氧樹脂的微膠囊化是指在環氧樹脂表面包覆一層均勻的固體囊壁材料，從而達到密封效果。目前，用于制備環氧樹脂微膠囊的壁材大多采用脲醛樹脂、密胺樹脂等，專利CN1927444A及CN102205225A分別公開了一種以脲醛樹脂及密胺樹脂為壁材的環氧樹脂微膠囊。但由于此類壁材的耐熱性、耐化學藥品性、耐候性及機械性能較差，且此類壁材在使用過程中易釋放對環境及人體有害的甲醛等有毒氣體，因而在很多領域的應用受到限制。專利CN101560322A公開了一種以聚苯醚為壁材的環氧樹脂微膠囊，盡管聚苯醚作壁材可賦予微膠囊較好的耐熱性，但耐化學藥品性及耐溶劑性下降，不能長久使用。現有的關于環氧樹脂微膠囊方面的專利大都采用有機聚合物作囊壁材料，受有機聚合物自身特性的影響，其化學穩定性一般較差，暴露在空氣中易變黃甚至開裂。含無機元素的化合物不僅具有好的熱穩定性，還具有突出的化學穩定性，故可用來包覆環氧樹脂。有機硅具有熱穩定性好、耐候、耐氧化、低表面能及介電強度高等優點，常用于環氧樹脂的改性。但現有的研究大都采用化學共聚和物理共混兩種方法引入有機硅改性環氧樹脂，而通過微膠囊技術將有機硅引入環氧樹脂體系并增韌改性，目前尚未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種正硅酸四乙酯包覆環氧樹脂微膠囊及其制備方法。

本發明采用以下技術方案：一種正硅酸四乙酯包覆環氧樹脂微膠囊，以環氧樹脂為芯材，以正硅酸四乙酯在酸性條件下的水解縮聚反應形成壁材包覆環氧樹脂得到環氧樹脂微膠囊；所述的環氧樹脂微膠囊的嚢芯為雙酚A型環氧樹脂、松香基環氧樹脂及萜烯基環氧樹脂中的任意一種；正硅酸四乙酯用量為環氧樹脂質量的0.5~2倍。

制備所述的正硅酸四乙酯包覆環氧樹脂微膠囊的方法，通過如下步驟實現：

第一步，將表面活性劑和環氧樹脂在加熱攪拌條件下混合均勻，緩慢滴加蒸餾水，制得水包油乳液，表面活性劑的用量為環氧樹脂質量的1?%~20?%；所述的表面活性劑為高分子型表面活性劑、非離子型表面活性劑或陰離子型表面活性劑中的任意一種或任意幾種的混合物；

第二步，將正硅酸四乙酯置于酸性水溶液中，水浴中加熱直至獲得透明的預水解物；

第三步，將預水解物滴加到第一步得到的水包油乳液中，調節溶液pH值為2.0~4.0，在轉速300~600?rpm下，于40~100?℃攪拌反應3~6?h，冷卻至室溫，得到有機硅包覆環氧樹脂微膠囊懸浮液，經水洗、抽濾、干燥，得到粉末狀環氧樹脂微膠囊，正硅酸四乙酯用量為環氧樹脂質量的0.5~2倍。

所述的環氧樹脂微膠囊的嚢芯為雙酚A型環氧樹脂、松香基環氧樹脂及萜烯基環氧樹脂中的任意一種。

所述的非離子型表面活性劑為烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脫水山梨醇單油酸酯、環氧樹脂-聚乙二醇4000或環氧樹脂-聚乙二醇6000中的任意一種。

所述的環氧樹脂-聚乙二醇4000或環氧樹脂-聚乙二醇6000為包覆壁材相同的環氧樹脂與聚乙二醇4000或聚乙二醇6000按環氧基與羥基物質的量比為1~1.5:1制備的非離子型表面活性劑中的一種。

所述的陰離子型表面活性劑是烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽中的一種。

所述的高分子型表面活性劑為阿拉伯樹膠。

第二步的酸性水溶液為鹽酸、醋酸或硝酸調節得到。

第三步中均采用鹽酸、醋酸或硝酸調節溶液的pH值。

有益效果：

1、制備的環氧樹脂微膠囊兼具有機及無機材料的性能，并具有優良的熱穩定性及儲存穩定性。正硅酸四乙酯無毒無害，形成的環氧樹脂微膠囊壁材環境友好。

2、提供了一種環氧樹脂增韌改性的新方法。本發明以正硅酸四乙酯為原料，通過水解縮聚反應形成壁材包覆環氧樹脂制備環氧樹脂微膠囊，既能賦予微膠囊優良的熱穩定性及儲存穩定性，而且在固化反應過程中破裂的有機硅壁材均勻分布在環氧樹脂體系中，對環氧樹脂固化物具有增韌作用。

附圖說明

圖1?松香基環氧樹脂微膠囊的光學顯微鏡圖。

圖2?松香基環氧樹脂微膠囊的掃描電鏡圖。