[發明專利]一種星形聚丙烯酸酯/環氧樹脂共混物的制備方法

無效

• 申請號: 201310460712.7
• 申請日: 2013-09-30
• 公開（公告）號: CN103483771A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 任強;黃春燕;向艷麗;李堅
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L33/08;C08G59/50;C08G59/42;C08F220/18;C08F220/32
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 王凌霄

技術領域

本發明屬于化工材料領域，涉及到利用引發劑連續再生催化劑原子轉移自由基聚合，即Initiators?for?continuous?activator?regeneration?atom?transfer?radical?polymerization(ICAR?ATRP)，合成一種星形聚丙烯酸酯并用于增韌環氧樹脂，具體為一種星形聚丙烯酸酯/環氧樹脂共混物及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂是一種廣泛應用于機械、化工、航空航天等工業部門的熱固性樹脂，具有收縮率小、易于加工成型、粘接性、耐熱性、耐化學藥品性以及機械性能和電氣性能優良的特點。由于環氧樹脂的固化物呈三維網狀結構，交聯密度較大，因此，其具有內應力大、質地脆、抗沖擊強度差的特點，這些特點限制了其在更高領域層次上應用。

近年來，相關專家針對環氧樹脂的增韌進行了一系列的研究和報道，主要研究成果為：利用熱塑性樹脂和環氧樹脂共混、利用彈性體和環氧樹脂形成互穿網絡聚合物體系、利用熱致液晶聚合物對環氧樹脂增韌改性、利用剛性高分子原位聚合增韌環氧樹脂等。中國專利CN101397393A公開了一種增韌環氧樹脂復合材料的制造方法，其技術方案是通過改變超支化聚酰胺酯與環氧樹脂的比例進行共混，從而改善產品的多種性能。文獻《超支化聚酰胺酯增韌環氧樹脂的性能研究》（中國膠粘劑2009，18（03）：5-8）報道，以四氫甲基苯酐（MeTHPA）為固化劑，超支化聚酰胺酯（HBP）為增韌劑，制備了HBP/MeTHPA環氧樹脂（EP）固化體系，當w（HBP）=10%時力學性能最佳，沖擊強度和拉伸強度分別增加了142.7%和34.4%，儲能模量在玻璃態時均明顯提高，但玻璃化轉變溫度（T_g）有所下降。中國專利CN102516717A公開了一種熱塑性彈性體增韌環氧樹脂、制備及應用，所述的熱塑性彈性體采用苯乙烯類、烯烴類、雙烯類、氯乙烯類和乙烯類彈性體的一種或多種共聚物、混合物、改性物或再生物，再添加相容劑、助劑進行增韌，有效地改善環氧樹脂的脆性，但由于熱塑性彈性體的耐溫性能較差，這嚴重影響了后期復合材料固化物的玻璃化轉變溫度。文獻《聚丙烯酸酯液體橡膠增韌環氧樹脂體系研究》（熱固性樹脂2008，23（03）：10-13）報道，當丙烯酸酯液體橡膠質量分數為15%時，共混物中海島相區的尺寸為1μm左右，共混體系的沖擊強度增加151.8%，但玻璃化溫度下降11.3℃。上述文獻報道中存在的問題是：有的增韌環氧樹脂的方法可使沖擊強度成倍地提高，但模量、耐熱性能、拉伸性能均有所下降；有的改性方法合成和原料來源困難；有的工藝條件比較復雜；有的增韌劑會使環氧樹脂粘度明顯增大。

丙烯酸酯分子易于設計，成本低，且聚丙烯酸酯的主鏈上不含有雙鍵，具有良好的抗熱氧化、抗老化性能，與環氧相容性好，玻璃化溫度低的柔性聚丙烯酸酯是環氧樹脂良好的增韌改性材料。星形聚合物是指支化分子中間有一個核與其相連多個臂且每個臂長基本一致的聚合物。由于其具有獨特的結構和良好的相容性，其在一個單分子上有更多的功能性端基，且黏度低、活性高，因此其可以用作環氧樹脂的改性劑。合成星型聚合物的常用方法是采用多官能團引發劑單體的ATRP（Atom?Transfer?Radical?Polymerization）聚合，但常規ATRP的過渡金屬催化劑存在用量大（約占摩爾數的1%）及聚合后不易從聚合物中脫除的問題。因此，開發一種可有效地改善環氧樹脂的脆性，提高了環氧樹脂的韌性，同時提高固化樹脂的玻璃化轉變溫度的星形聚丙烯酸酯/環氧樹脂共混物及其制備方法是當前研究的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種星形聚丙烯酸酯/環氧樹脂共混物及其制備方法，該制備方法可有效地改善環氧樹脂的脆性，提高了環氧樹脂的韌性，同時提高固化樹脂的玻璃化轉變溫度。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：1.一種星形聚丙烯酸酯/環氧樹脂共混物的制備方法，該制備方法具有如下制備步驟：

（1）按重量份數計，準備如下物料：環氧樹脂（EP）100份；固化劑35-40份；星形聚丙烯酸酯增韌劑5-20份；

（2）將步驟（1）所述的原料在120℃加熱攪拌至透明，抽真空除去氣泡，倒入燒杯，放入真空烘箱繼續抽真空，直到不再冒氣泡為止；

（3）將混和均勻的物料緩慢澆注到預熱并涂有脫模劑的不銹鋼模具中，125℃-135℃固化1.5-2.5h，165℃-175℃固化3.5-4.5h后，自然冷卻脫模，得到固化后的樣板，待測；