[發明專利]增韌環氧樹脂及其制備方法

無效

• 申請號: 201310415460.6
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103819878A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 徐燕;李煒
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08L63/02
• 分類號: C08L63/02;C08L95/00;C08G59/50
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

技術領域

本發明涉及一種新型的增韌環氧樹脂及其制備方法，屬于新型功能高分子材料及其制備方法技術領域。?

背景技術

固化后的環氧樹脂是一種具有交聯網狀結構的高分子材料，剛性大、硬度大，具有優異的介電性能及化學穩定性，因此常用作復合材料基體材料。但先進復合材料基體尤其是航空航天用復合材料基體對樹脂的韌性有著較高的要求。但固化后的環氧樹脂存在質脆、耐沖擊性差的缺點，這在很大程度上影響了其在風電、航空航天等領域的應用。?

目前，環氧樹脂的增韌方法主要包括橡膠增韌（參看公開號為CN?85103888?A及CN?86108464?B的中國專利）、熱塑性樹脂增韌（參看專利TW20090115830以及The?Journal?of?Adhesion,?2010,?86:?726-741.）、剛性粒子增韌（參看專利US201113334468以及Composites?Crystals?and?Liquid?Crystals,?2011,539:?190-195.）、核殼粒子聚合物增韌（參看專利CN102850520?A）、液晶聚合物增韌（參看化學與粘合,?2010,?6（32):50-54.）等。

橡膠與環氧樹脂的相容性好，價格較低，來源廣泛，是最早用于環氧樹脂增韌的一種方法，也是目前應用較多的環氧樹脂增韌劑。但是環氧樹脂中存在未溶的橡膠會導致增韌后的環氧基體耐熱性能和力學性能降低，因而限制了其在高端領域的應用。熱塑性樹脂因其自身優異的耐熱性能和力學性能成為環氧樹脂增韌改性的新寵。但是，高性能熱塑性樹脂通常需要極強的溶劑或高溫環境下才能溶解于環氧樹脂中，且其粘度大，添加量過大會影響環氧樹脂基體的工藝性能。熱致液晶聚合物、核殼粒子聚合物、互穿聚合物網絡、柔性鏈段固化劑等方法對環氧樹脂的增韌效果明顯，但目前都正處于探索階，離工業化應用還有一定距離。

發明內容

本發明的目的是提供一種即能提高韌性又不會對環氧樹脂的力學性能造成影響且易于工業應用的增韌環氧樹脂。本發明的另一個目的是提供一種上述增韌環氧樹脂的制備方法。?

為了達到上述目的，本發明的一個技術方案是提供了一種增韌環氧樹脂，其特征在于，重量配比為：100重量份的環氧樹脂單體、10~30重量份的固化劑及1~4重量份的瀝青。

本發明的另一個技術方案是提供了一種上述的增韌環氧樹脂的制備方法，其特征在于，步驟為：

????第一步、將100重量份的環氧樹脂單體和1~4重量份的瀝青在130℃下攪拌混合均勻，形成中間混合物；

第二步、待中間混合物冷卻至室溫后，再加入10~30份的固化劑攪拌均勻，形成最終混合物；

第三步、將最終混合物倒入已經預熱好的模具中，抽真空30min，脫除最終混合物中的氣泡；

第四步、脫泡后，在60~120℃固化2~4h，再在150~180℃固化0~5h，脫模，得到如權利要求1所述的增韌環氧樹脂。

優選地，所述環氧樹脂單體為分子中含有兩個或兩個以上的環氧基團的有機化合物中的任一種。

優選地，所述瀝青是一種廣泛用于道路建設的液體石油瀝青，其針入度在50～90mm之間，軟化點在40～70℃之間，閃電溫度200～400之間。

瀝青分子結構中含有飽和、不飽和鍵，苯環結構，與傳統的橡膠分子結構相似。瀝青具有黏性和彈性，其表現為流動性和抗流動性。高溫下，黏性占主導地位。瀝青易流動；低溫下，彈性占主導地位，瀝青表現出抗流動性。在此之前環氧樹脂是瀝青常用的改性劑。研究發現，固化前，瀝青和環氧樹脂因溶解度參數差距較大而相容性很差，但是在加入固化劑固化后，兩者的相容性變好，瀝青被環氧樹脂的交聯網狀結構緊緊固定，且瀝青的加入能降低環氧樹脂的固化放熱。瀝青首次作為環氧樹脂的增韌劑，相對于其它環氧樹脂增韌劑，其來源廣泛，成本較低，增韌效果好，是比較理想且具有潛力的環氧樹脂增韌劑。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

（1）本發明提供的新型增韌環氧樹脂在保證理想的熱學性能及拉伸性能的前提下，實現了韌性的大幅度提高。

（2）本發明提供的新型增韌環氧樹脂所用的增韌劑瀝青與環氧樹脂的相容性好，且相對于其他增韌劑，其用量少。

（3）本發明提供的新型增韌環氧樹脂所用的增韌劑瀝青來源廣泛，價格低廉，對環境和人體無害，且操作工藝簡單，易于控制。

具體實施方式

為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例作詳細說明如下。以下實施例中涉及的結構與性能測試按如下方法進行：?