[發明專利]一種增韌增強型環氧樹脂組合物

有效

• 申請號: 201810768673.X
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN108892929B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 魏瑋;崔玉青;李小杰;費小馬;劉曉亞
• 申請（專利權）人: 江南大學;無錫創達新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L63/00
• 分類號: C08L63/00;C08L87/00;C08G83/00
• 代理公司: 23211 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司
• 代理人: 張勇

本發明公開了一種增韌增強型環氧樹脂組合物，屬于環氧樹脂改性技術領域。該環氧樹脂組合物包含環氧樹脂、固化劑、固化促進劑、以及一種改性劑，所述改性劑是一種二氧化硅/聚(苯乙烯?alt?馬來酸酐)雜化粒子，其具有以二氧化硅為核、聚(苯乙烯?alt?馬來酸酐)為殼的核殼結構，該雜化粒子與環氧樹脂體系具有良好的界面結合力。本發明的環氧樹脂組合物在環氧膠粘劑、涂料、復合材料、覆銅板、電子封裝材料等領域具有良好的應用前景。

技術領域

本發明涉及一種增韌增強型環氧樹脂組合物，屬于環氧樹脂改性技術領域。

背景技術

環氧樹脂是一個分子中含有兩個或兩個以上環氧基團，并且能與固化劑通過化學反應形成三維交聯網絡狀固化物的總稱。環氧樹脂的種類眾多，其分子量屬低聚物范圍，按化學結構可分為縮水甘油醚類、縮水甘油酯類、縮水甘油胺類、脂肪族環氧化合物等。環氧樹脂因具有良好的電絕緣性能、穩定性、硬度高等特點，被廣泛應用于環氧膠粘劑、涂料、復合材料、覆銅板、電子封裝材料等領域。然而，通常環氧樹脂固化后交聯密度高，內應力大，所得產品韌性不足，脆性大，抗沖擊性差，限制了其在許多方面的應用。因此，如何提高環氧樹脂固化后的韌性具有重要研究意義和應用價值。

經對現有科技文獻的檢索發現，利用橡膠彈性體、熱塑性樹脂、有機硅等增韌改性環氧樹脂的研究及應用較為廣泛。然而，上述傳統方法在增韌的同時，往往會犧牲固化物的彈性模量、玻璃化轉變溫度(Tg)以及熱穩定性。相比有機聚合物，無機粒子在硬度、剛性、熱穩定性等方面均較為優異，將其加入環氧樹脂體系，理論上在增韌的同時可提高材料的模量、Tg、熱穩定性等其他性能，克服聚合物增韌劑存在的不足。然而，由于無機粒子在環氧樹脂中的分散性和相容性較差，若直接通過簡單共混后進行固化，其容易在環氧樹脂基體中團聚而發生明顯的相分離，從而降低增韌效果甚至影響材料的力學強度。為了解決無機粒子的分散問題，可對無機粒子進行表面改性，其中利用聚合物改性無機粒子制備有機/無機雜化粒子是有效途徑之一，如橡膠改性二氧化硅、聚丙烯酸酯改性二氧化硅、聚苯乙烯改性二氧化硅等。然而，上述聚合物的引入雖能在一定程度上起到增容劑的作用，提高無機粒子與基體樹脂的相容性，但其并不能有效參與環氧樹脂固化反應，與基體樹脂缺少共價鍵連接。因此，在增韌的同時，仍會導致材料交聯密度、力學強度以及熱機械性能的下降。

發明內容

本發明的目的在于提供一種增韌增強型環氧樹脂組合物，克服現有環氧樹脂增韌體系的不足。所述環氧樹脂組合物中包含一種基于二氧化硅/聚(苯乙烯-alt-馬來酸酐)雜化粒子的改性劑，其具有以二氧化硅為核、聚(苯乙烯-alt-馬來酸酐)為殼的核殼結構。該雜化粒子與環氧樹脂體系具有良好的界面相容性和結合力，在提高環氧樹脂抗沖擊性能的同時，也顯著提高了材料的拉伸強度，同時不影響固化物的熱穩定性。本發明的環氧樹脂組合物在環氧膠粘劑、涂料、復合材料、覆銅板、電子封裝材料等領域具有良好應用前景。

為實現上述發明的目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明涉及一種增韌增強型環氧樹脂組合物，包含環氧樹脂、固化劑、固化促進劑以及改性劑，所述改性劑是一種二氧化硅/聚(苯乙烯-alt-馬來酸酐)雜化粒子，其具有以二氧化硅為核、聚(苯乙烯-alt-馬來酸酐)為殼的核殼結構，其制備方法包括如下步驟：

步驟一，利用硅酸四乙酯與氨基硅烷偶聯劑發生水解縮合反應得到表面具有氨基的二氧化硅粒子；

步驟二，將上述表面具有氨基的二氧化硅粒子與聚(苯乙烯-alt-馬來酸酐)發生酰胺化反應得到二氧化硅/聚(苯乙烯-alt-馬來酸酐)核殼粒子。