[發(fā)明專(zhuān)利]一種咪唑類(lèi)環(huán)氧固化劑微膠囊及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410414930.1
• 申請(qǐng)日: 2014-08-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104193965A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪海平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江漢大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C08G59/40
• 分類(lèi)號(hào): C08G59/40;B01J13/02
• 代理公司: 北京華沛德權(quán)律師事務(wù)所 11302
• 代理人: 劉杰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于潛伏性環(huán)氧固化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種咪唑類(lèi)環(huán)氧固化劑微膠囊及其制備方法。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹(shù)脂具有優(yōu)良的物理機(jī)械和電絕緣性能、粘接性、耐腐蝕性和易加工成型、成本低等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于電子電器、航空航天、建筑、機(jī)械、交通等領(lǐng)域。通常使用的環(huán)氧樹(shù)脂體系為雙組分體系，即環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑分開(kāi)儲(chǔ)存，使用時(shí)需要現(xiàn)場(chǎng)配料，容易造成物料損失及對(duì)環(huán)境的污染，另外，雙組分配料的計(jì)量誤差和混合不均勻性易引起產(chǎn)物粘接強(qiáng)度等重要性能的波動(dòng)。因此，具有運(yùn)輸方便、操作工藝簡(jiǎn)化、儲(chǔ)存期長(zhǎng)、環(huán)境污染小、適于大規(guī)模生產(chǎn)等諸多優(yōu)點(diǎn)的單組分環(huán)氧樹(shù)脂體系成為環(huán)氧樹(shù)脂研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)，其中潛伏性固化劑的研發(fā)最為活躍。這類(lèi)固化劑主要是通過(guò)絡(luò)合等方式改變固化劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)，最終達(dá)到使固化劑在室溫下與環(huán)氧樹(shù)脂配合后具有一定的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，而在使用時(shí)一旦受光、熱或壓力的作用能迅速使環(huán)氧樹(shù)脂交聯(lián)固化。

對(duì)于傳統(tǒng)的潛伏性固化劑，固化溫度與儲(chǔ)存期通常是一對(duì)矛盾：即在低溫下具有較長(zhǎng)儲(chǔ)存期的環(huán)氧膠黏劑，其固化溫度偏高或固化時(shí)間較長(zhǎng)，而選擇固化溫度偏低或固化時(shí)間較短的固化劑時(shí)，由其制備的環(huán)氧膠黏劑的低溫儲(chǔ)存期的指標(biāo)會(huì)下降很多。為解決以上問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)計(jì)并制備了一種新型潛伏性固化劑—微膠囊固化劑。與一般潛伏性固化劑相比，微膠囊固化劑利用包囊技術(shù)可以阻斷固化劑與基體環(huán)氧樹(shù)脂相互作用，其儲(chǔ)存期更長(zhǎng)，是解決環(huán)氧樹(shù)脂低溫固化和較長(zhǎng)室溫儲(chǔ)存期之間矛盾的有效方法。

由微膠囊固化劑制備而成的單組分膠粘劑，避免了使用時(shí)稱(chēng)量和混合等繁瑣工序，從而大大提高了生產(chǎn)效率。目前，微膠囊固化劑制備方法主要有以下三種：⑴界面聚合法。該方法首先通過(guò)對(duì)胺類(lèi)或咪唑類(lèi)固化劑進(jìn)行改性，降低其水溶性，制得固化劑粉體顆粒，然后以顆粒表面活性基團(tuán)與多異氰酸酯反應(yīng)形成微膠囊薄膜，制得微膠囊固化劑，參見(jiàn)專(zhuān)利JP?2009132931，JP?2008056891。然而，該技術(shù)仍存在一些無(wú)法克服的缺點(diǎn)，比如反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、反應(yīng)設(shè)備復(fù)雜和所需材料制備成本高等問(wèn)題；⑵原位聚合法。它是將成囊材料溶解于囊芯固化劑外部的連續(xù)相中，在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng)，使形成的不溶聚合物逐漸沉積在芯材物質(zhì)的表面，最終形成包裹了固化劑的微膠囊，參見(jiàn)專(zhuān)利CN?103285795A，US?0249258。由該法制備的微膠囊固化劑，具有微膠囊尺寸和固化劑含量易控制等優(yōu)點(diǎn)，但其反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)，并且反應(yīng)受乳化劑、反應(yīng)溫度、pH值和攪拌速率等影響較大；⑶溶劑蒸發(fā)法。該方法選用熱塑性樹(shù)脂和高活性中溫固化劑分別作為壁材和芯材，共溶于易揮發(fā)有機(jī)溶劑中，在表面活性劑的作用下形成穩(wěn)定乳液，當(dāng)有機(jī)溶劑透過(guò)連續(xù)相蒸發(fā)后，由于囊芯與壁材表面張力不同形成微膠囊，參見(jiàn)專(zhuān)利CN?101016369A，CN?102423673A。與其他方法相比，采用溶劑蒸發(fā)法制備微膠囊固化劑無(wú)需調(diào)節(jié)pH值及加熱和冷卻，也不需要特殊的反應(yīng)試劑，并且設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低廉且易于推廣，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。但其包覆效果和熱穩(wěn)定性通常不好，因此會(huì)在一定程度上影響固化劑的儲(chǔ)存期。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種包覆率高、熱穩(wěn)定性好的咪唑類(lèi)環(huán)氧固化劑微膠囊及其制備方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種咪唑類(lèi)環(huán)氧固化劑微膠囊，由以下重量百分?jǐn)?shù)的成分制成：咪唑類(lèi)固化劑0.5～5％，聚砜類(lèi)聚合物0.2～8％，揮發(fā)性有機(jī)溶劑8～20％，表面活性劑0.4～3.2％，水70～90％。

優(yōu)選地，所述微膠囊宏觀上為淡黃色固體粉末，表面光滑，體積平均粒徑為1～150μm，囊芯含量為20～30％。

優(yōu)選地，所述咪唑類(lèi)固化劑為1-芐基-2-甲基咪唑、1-芐基-2-乙基咪唑或1-芐基-2-苯基咪唑。

優(yōu)選地，所述聚砜類(lèi)聚合物為雙酚A型聚砜、聚芳砜或聚醚砜。

優(yōu)選地，所述揮發(fā)性有機(jī)溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、三氯乙烯、1,2-二氯乙烷中的一種，或它們?nèi)我饨M合成的混合溶劑。

優(yōu)選地，所述表面活性劑為聚乙烯醇、吐溫、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、阿拉伯樹(shù)膠、辛基苯酚聚氧乙烯醚(OP-10)、苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物鈉鹽中的一種或兩種及兩種以上的復(fù)配。

一種咪唑類(lèi)環(huán)氧固化劑微膠囊的制備方法，包括如下步驟：

(1)將權(quán)利要求1所述的咪唑類(lèi)固化劑、聚砜類(lèi)聚合物依次加入到揮發(fā)性有機(jī)溶劑中；

(2)將步驟(1)得到的混合溶液在超聲波振蕩器中分散均勻至其溶解得到油相；