[發明專利]一種海因型環氧樹脂增韌劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201310697762.7
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN104725776A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 徐唱;李發凱;范忠慶;黎鋮
• 申請（專利權）人: 徐唱;李發凱;范忠慶;黎鋮;徐笑
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L13/00;C08L9/02;C08L33/02;C08K3/34;C08K3/36;C08K3/22;C08K5/5435;C08K5/54
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及一種以海因型環氧樹脂為載體，以復合納米彈性體為主要功能成分的增韌劑及其制備方法。?

背景技術

海因型環氧樹脂是一類不同于普通二酚基丙烷型環氧樹脂的特種環氧樹脂，其化學名稱為2,4?-咪唑烷二酮-3,5,5?-二甲基-1,3?-二（2?-環氧乙烷基甲基）-均聚物，其結構以海因多元雜環和反應性環氧基為特征。海因型環氧樹脂的主要性能特點為：（1）粘度低，只有普通二酚基丙烷型環氧樹脂粘度的1/4~1/3，工藝操作性好；（2）固化物耐溫高，熱穩定性好；（3）耐候性好；（4）具有優秀的耐電弧性和抗漏電性；（5）毒性小，安全環保。廣泛應用于光電元件包封料、高壓電器絕緣材料、耐高溫膠粘劑、無溶劑涂料、船舶防污涂料、食品包裝涂料、海洋建材、建筑結構膠等各個領域，是現代工業重要原料之一。?

但隨著相關產業的發展，對材料性能要求提高，海因型環氧樹脂在應用中也暴露出自身的缺陷，主要表現為：脆性大；耐高低溫交變性差；耐疲勞性差；抗開裂性差。這些缺陷容易導致裂紋產生，裂紋會導致水、空氣、雜質等外界有害因素加劇對制品的破壞，這樣會嚴重地降低制品的使用性能，縮短使用壽命。例如：高壓電器絕緣材料在高低溫交變環境內中會產生應力疲勞、產生裂紋并擴展，導致水分，空氣等破壞性影響就加劇，造成材料失效，產品報廢。這些情況會造成巨大的經濟損失，甚至造成重大事故。為了減少損失和降低風險，需要克服海因環氧樹脂的諸多不足，必須對海因環氧樹脂改性，提高韌性、降低脆性、且保持其它的原有優良特性，就成了工業應用中的一個重大課題。?

?經市場調查分析，尚未發現對海因型環氧樹脂有較好的增韌方法及產品。經大量試驗發現應用現有通用環氧樹脂增韌劑體系來增韌海因環氧時，會出現難以克服的問題，例如：采用液體丁腈橡膠增韌海因型環氧樹脂，會出現相容性不佳，固化分相后橡膠微粒大小不均，熱變形溫度降低等新問題；采用改性丁腈橡膠或聚醚多元醇類增韌劑等會使耐溫性能大幅下降，喪失重要的應用價值；使用無機納米粒子或核殼結構納米粒子、以及有機彈性納米粒子增韌，會出現加工難度大，要分散均勻十分困難，以至于達不到增韌目的。?

發明內容

?綜上分析可知：海因型環氧樹脂因為具有特殊的雜環結構，所以具有低粘度、耐高溫、高絕緣等優異性能，進而得到大量使用；但在使用中暴露出海因環氧樹脂存在的缺陷，主要有：脆性大、制品易開裂等；增韌改性難，橡膠類常用增韌劑改性時會降低耐熱性且相容性不好，用納米材料增韌又難以均勻分散。?

??鑒于海因型環氧樹脂應用中的以上難題，本發明的目的在于提供一種新型的增韌劑，其性能要求為：既能大幅提高海因環氧樹脂的韌性，又保持原有的耐高溫、高絕緣等性能不降低，還要與海因環氧樹脂相容性好，并且應用操作簡便。?

我們經過長期研究、反復試驗，提出了一種采用復合納米彈性體為主要增韌成分，輔以復配納米材料分散劑和活性表面處理劑，并以海因環氧樹脂為載體，經過專門設計的高能均化分散法能將復合納米彈性體分散到載體樹脂中，制成海因型環氧樹脂增韌劑。增韌劑具有高增韌材料填充量，且其中的納米粒子分布均勻，形成一種蜂窩狀有機/無機混雜構造，從而達到大幅提高韌性，又不損失耐高溫性等其它性能的目的；由于載體就是海因環氧樹脂，提高了增韌劑自身的耐高溫性能，同時解決相容性問題并簡化加工操作，進而使得綜合性能顯著提升，可以解決實際應用中的問題。?

?本發明應用的復合納米彈性體為：?由羧基丁腈彈性納米粒子、丁腈彈性納米粒子、羧基丁苯彈性納米粒子、丁苯吡彈性納米粒子中一種或幾種加或不加納米碳化硅、納米二氧化硅、納米氧化鋁中一種或幾種，利用納米材料的表面效應、小尺寸效應經過專門處理制得的有機或有機/無機多粒子協同作用的雜化納米級復合彈性結構。?

本發明所使用的FL-1納米潤滑分散劑為：由聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、油酸酰胺(9-十八碳烯酰胺)等中一種或幾種經復配制成。?

本發明所使用的FL-2活性表面處理劑為：由γ―(2,3-環氧丙氧)?丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-環氧環己烷基)乙基三甲氧基硅烷、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯、異丙基三(十二烷基苯磺酰基)鈦酸酯、異丙氧基三(磷酸二辛酯)鈦酸酯、異丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)鈦酸酯中一種或幾種經復配制成。?

本發明所使用的消泡劑為：由聚氧乙烯甘油醚、聚氧丙烯甘油醚、聚氧乙烯聚氧丙烯單丁基醚、聚二甲基硅氧烷、十二甲基環六硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷中一種或幾種經復配制成。?