[發明專利]一種用于橡膠增韌環氧樹脂的Janus增容劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201710985945.7
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN107603157B
• 公開（公告）日: 2019-04-30
• 發明（設計）人: 陳欽慧;徐文欽;陳佳文;陳舒寧;程威
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L9/00;C08L25/02;C08K9/06;C08K3/36;C08F8/34;C08F12/36
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明公開了一種用于橡膠增韌環氧樹脂的Janus增容劑及其制備方法，所述制備方法為：1）將聚二乙烯基苯/二氧化硅Janus材料和偶氮二異丁氰分散于甲苯中，通氮氣0.5 h后，快速滴入十二烷基硫醇，反應一段時間后離心洗滌得到十二烷基硫醇?聚二乙烯基苯/二氧化硅Janus材料；2）將十二烷基硫醇?聚二乙烯基苯/二氧化硅Janus材料和γ?甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷分散于甲苯中，反應一段時間后離心洗滌得到十二烷基硫醇?聚二乙烯基苯/二氧化硅?γ?甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷Janus材料，即所述Janus增容劑。本發明方法制備的Janus增容劑具有各向異性的化學結構，擁有豐富的相界面行為，對液體異戊二烯橡膠/環氧樹脂復合材料增容作用強。

技術領域

本發明涉及一種增容劑的制備方法，具體涉及一種用于橡膠增韌環氧樹脂的Janus增容劑及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂分子結構中含有活潑的環氧基團，可與多種類型的固化劑發生交聯反應而形成不溶的三維網狀結構的高聚物。環氧樹脂固化物具有優良的耐化學品性能，收縮率低、粘接強度高、機械強度高、電絕緣性優良，因此廣泛用于涂料、膠黏劑、油墨等領域。但是，環氧樹脂脆性較大，韌性和耐候性較差，限制了其應用。環氧樹脂增韌的方法有多種，橡膠增韌是一種常用的方法。由于環氧樹脂是一種極性高分子，用于增韌環氧樹脂的橡膠通常是帶有極性的丁腈橡膠、氯丁橡膠等，非極性的天然橡膠與環氧樹脂的相容性較差，限制了其作為環氧樹脂增韌方面的應用。

Janus材料是一種表面化學組成不同，各向異性的中心不對稱粒子。中國專利CN103204508 B公開了具有雙重性質的Janus材料及其制備方法，以聚合物膠體顆粒為模板，通過種子乳液聚合方法，基于界面自組裝和相分離機理，得到有機/無機雜化Janus顆粒，其有機端為聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等含有雙鍵的聚合物，另一端為無機材料。實際作為增容劑使用的Janus材料對其兩端有更豐富的組成需求，對Janus材料的兩端分別進行改性，可以調控其化學性質，使其在聚合物共混體系中表現出十分豐富的相界面行為，在相處起到“鉚釘”作用。2008年，Walther等首次將各向異性的單球Janus顆粒應用于PS/PMMA共混體系中，發現即使在高溫和高剪切的雙螺桿混合作用下，Janus顆粒也能在聚合物兩相界面處有序排列，并且對界面兩側的聚合物均有強烈的吸附作用，分散相的尺寸隨著Janus顆粒用量的增加而減少，它的增容效果比嵌段共聚物好。目前，Janus材料作為增容劑的研究主要集中于熱塑性樹脂，限制了Janus材料的應用范圍。因此，尋找一種合成方法簡單，應用于熱固性樹脂共混聚合物增容劑的Janus材料是十分必要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于橡膠增韌環氧樹脂的Janus增容劑及其制備方法，該方法簡便可行，拓展了Janus材料的應用范圍。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于橡膠增韌環氧樹脂的Janus增容劑的制備方法，包括以下步驟：

1） 聚合反應：聚二乙烯基苯端與十二烷基硫醇反應

將聚二乙烯基苯/二氧化硅Janus材料（按文獻Macromolecules 2015, 48： 2715?2722的方法制備）和偶氮二異丁氰置于燒瓶中，加入甲苯，超聲分散后轉入45~95℃的水浴中，磁力攪拌，通入氮氣0.5~1小時后，緩慢滴入十二烷基硫醇，反應12~48小時，產物經離心、洗滌，得到十二烷基硫醇-聚二乙烯基苯/二氧化硅Janus材料，

其中，聚二乙烯基苯/二氧化硅Janus材料、甲苯、十二烷基硫醇和偶氮二異丁氰的質量比為1：17：10～30：0.055～0.62；

2） 偶聯反應：二氧化硅端與γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷反應