[發(fā)明專利]一種環(huán)氧樹脂增韌劑及其制備方法，以及一種環(huán)氧樹脂組合物

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610997591.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-14
• 公開（公告）號(hào): CN106589354B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周萌;劉趙興;張春;倪自林;邵仁龍;張兵;王小龍;陳浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萬(wàn)華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): C08G69/48
• 分類號(hào): C08G69/48;C08G69/32;C08G81/00;C08L63/00;C08L77/10;C08L87/00;C09D163/00;C09D177/10;C09D187/00;C09D5/25;C09D7/65
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本發(fā)明公開了一種環(huán)氧樹脂增韌劑及其制備方法，以及一種環(huán)氧樹脂組合物。所述增韌劑的制備原料包括芳香族二仲胺、芳香族二酐和聚醚多元醇。所述增韌劑結(jié)構(gòu)中既含有柔性的長(zhǎng)碳鏈結(jié)構(gòu)又具有剛性苯環(huán)骨架，可以在提高環(huán)氧樹脂韌性的同時(shí)保持其機(jī)械性能和耐熱性不變。通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的方法把增韌劑引入到環(huán)氧交聯(lián)結(jié)構(gòu)中，由于強(qiáng)極性化學(xué)鍵的存在避免了增韌劑向材料表面的遷移，所述環(huán)氧樹脂組合物適用于絕緣漆，提高了電子器件的使用壽命和安全性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)氧樹脂領(lǐng)域，具體的涉及一種環(huán)氧樹脂增韌劑及絕緣漆用增韌環(huán)氧樹脂組合物。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂具有高強(qiáng)度、耐腐蝕及良好的電氣性能，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空航天等領(lǐng)域，隨著電子產(chǎn)品向更輕、更薄、高密度及多功能化發(fā)展，電子產(chǎn)品中起信號(hào)傳遞作用的線路層間距越來(lái)越小，這對(duì)電路板加工過(guò)程中線圈的絕緣性提出了更高的要求。

環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的介電性能，是目前絕緣漆行業(yè)的主要材料，但是環(huán)氧樹脂在固化過(guò)程中形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分子鏈間活動(dòng)能力小，在低溫或加工時(shí)會(huì)因內(nèi)應(yīng)力的作用產(chǎn)生裂紋，在導(dǎo)電線圈受力時(shí)容易被破壞，所以對(duì)環(huán)氧樹脂的增韌改性成為線圈絕緣漆領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。

對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行增韌成為其應(yīng)用的焦點(diǎn)，許多研究人員對(duì)此作了大量的研究工作，在線圈絕緣漆方面，增韌環(huán)氧樹脂的途徑主要有以下幾種：

一是橡膠彈性體增韌，橡膠彈性體加入到環(huán)氧樹脂后，經(jīng)過(guò)固化誘導(dǎo)相分離，以粒子分散相的形式存在于環(huán)氧交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中，分散相與基體樹脂之間通過(guò)化學(xué)鍵相連，起著吸收能量以及終止裂紋擴(kuò)散的作用。由于環(huán)氧樹脂與彈性體的模量不同，在受到外力作用時(shí)，應(yīng)力分布不均勻，橡膠粒子起到應(yīng)力集中的作用，經(jīng)過(guò)大量研究證實(shí)，橡膠增韌環(huán)氧中存在三種作用機(jī)理：銀紋、剪切帶和彈性形變，銀紋、空穴和剪切帶的形成能夠吸收大量的能量，最終引起環(huán)氧樹脂韌性的提高。

二是使用熱塑性樹脂增韌，熱塑性樹脂與環(huán)氧樹脂形成雙連續(xù)相結(jié)構(gòu)，高韌性的熱塑性樹脂連續(xù)相受到外力作用時(shí)產(chǎn)生屈服形變，形成屈服帶終止裂紋，在屈服帶和裂紋的形成過(guò)程中都能吸收大量的能量。

三是剛性粒子增韌，納米剛性粒子表面存在大量的不飽和殘鍵及活性基團(tuán)，能夠與高分子鏈發(fā)生物理或化學(xué)交聯(lián)，使材料在沖擊作用下產(chǎn)生更多裂紋，納米粒子在變形中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，引發(fā)粒子周圍的樹脂基體屈服，從而吸收大量的能量，同時(shí)納米粒子在拉伸應(yīng)力下的伸長(zhǎng)形變很小，會(huì)導(dǎo)致基體與剛性粒子的界面部分產(chǎn)生空穴，阻礙裂紋的擴(kuò)展而產(chǎn)生增韌作用。

US6617399提出以聚硫化合物增韌環(huán)氧樹脂的方法，研究了聚硫醇/芳香族仲胺共混物增韌環(huán)氧樹脂增加了固化物的任性，降低了材料的吸水率，當(dāng)上述增韌體系與二胺/過(guò)渡金屬化合物固化劑配合使用時(shí)可以進(jìn)一步提高韌性，但是由于聚硫化合物中含有的長(zhǎng)碳鏈結(jié)構(gòu)會(huì)降低固化物的熱穩(wěn)定性，導(dǎo)致其無(wú)法作為微電子器件的絕緣線圈使用。

CN1412244A提供了一種采用全硫化粉末橡膠對(duì)環(huán)氧樹脂增韌改性的方法，但是采用全硫化粉末橡膠增韌環(huán)氧樹脂帶來(lái)黏度增加的問(wèn)題，即使加入粉末橡膠后的環(huán)氧樹脂預(yù)聚物的黏度增加很多、流動(dòng)性變差，嚴(yán)重影響環(huán)氧樹脂的加工和使用。

CN102936396A采用可膨脹聚合物微球加入后破壞環(huán)氧樹脂高度對(duì)稱剛性結(jié)構(gòu)進(jìn)行增韌的方法，通過(guò)應(yīng)力在微球與基體樹脂間的相互傳遞達(dá)到增韌效果，但是由于該方法對(duì)樹脂固化后的力學(xué)性能降低明顯，無(wú)法滿足在絕緣漆上的實(shí)用。

CN105623265A采用聚醚多元醇及其衍生物作為環(huán)氧樹脂的增韌劑，通過(guò)將聚醚多元醇/聚醚砜/聚醚酮復(fù)配后作為增韌劑，該增韌體系雖然不會(huì)明顯降低固化物的耐熱性，但是由于聚醚多元醇是不參與固化過(guò)程，因此該增韌劑與環(huán)氧體系的相容性較差。

CN102516717A中采用熱塑性彈性體增韌環(huán)氧樹脂，通過(guò)將熱塑性彈性體、相容劑和助劑混合均勻后與環(huán)氧樹脂進(jìn)行熱固化，但是熱塑性彈性體的極性較弱，其與極性較強(qiáng)的環(huán)氧樹脂相容性不好，由于熱塑性彈性體黏度較大，施工時(shí)需加入有機(jī)溶劑稀釋，對(duì)環(huán)境污染較大，已逐步被淘汰。