[發明專利]一種具有自修復特性的單質硫-萜烯共聚物/環氧樹脂組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201811500714.3
• 申請日: 2018-12-10
• 公開（公告）號: CN109679107B
• 公開（公告）日: 2021-03-12
• 發明（設計）人: 許凱;孫龍鳳;高樹曦;桂雪峰;劉凌利
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司;中國科學院大學
• 主分類號: C08G81/00
• 分類號: C08G81/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳燕嫻

本發明公開了一種具有自修復特性的單質硫?萜烯共聚物/環氧樹脂組合物及其制備方法，是先將硫/萜烯共聚物、環氧樹脂在有機試劑溶解；然后加入反應助劑，混合均勻，在真空下除有機溶劑，澆注成型，在60～110℃固化2～4h，得到粗產物；再將粗產物在120～150℃下固化2～5h，得到具有自修復特性的單質硫?萜烯共聚物/環氧樹脂組合物。該單質硫?萜烯共聚物/環氧樹脂組合物的制備過程簡單易操作，反應高效穩定，劃傷后可以在40～80℃下熱修復。

技術領域

本發明涉及材料領域，特別涉及一種具有自修復特性的單質硫-萜烯共聚物/ 環氧樹脂組合物及其制備方法。

背景技術

隨著工業技術和社會生活的快速發展，高分子材料因其優異的力學性能、比重小以及易加工等優點，使得它們在現代生產生活中發揮越來越重要的作用。但材料在使用過程中必然會有損傷，若這些損傷未及時得到修復，材料的諸多性能都會退化直至不能使用，比如材料的強度和導熱導電等高分子材料的優點就不能發揮出來，而且還會在使用中帶來一定的安全隱患。受到仿生學的啟示，利用高分子材料進行自修復研究就此誕生。現階段，根據是否植入外部修復劑可以將自修復材料分為兩大類：一類是外援型自修復體系，另一類是本征型自修復體系。本征型自修復體系是指利用自修復材料自身的化學結構特性，通過發生共價或非共價作用，在外界刺激下自行愈合損傷，部分或完全恢復受損材料的完整性和機械性能，從而達到自修復的目的。本征型自修復體系中的共價鍵作用主要包括動態共價化學、Diels-Alder反應、雙硫鍵反應等。大多數的聚合物材料自修復效率和力學強度難以兼得，有些價格昂貴，工藝復雜，迫切需要研發一種兼具自修得。

硫/萜烯共聚物是富硫低聚物，存在雙硫鍵；環氧基聚合物由于質輕、耐磨、易加工等性質，在生產生活中得到廣泛的應用，但是由于其熱固性的性質，它的回收和修復實現極其困難。本發明申請人早期申請的發明專利 CN201510207935.1公開了一種硫/萜烯共聚物及其合成方法，該方法原料易得，工藝簡單；本發明申請人早期申請的發明專利CN201711172808.8公開了一種硫/萜烯共聚物和環氧樹脂的合成制備。在這些前期工作的基礎上，本發明申請人研發出一種新的具有自修復特性的單質硫-萜烯共聚物/環氧樹脂組合物。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺點，提供一種具有自修復特性的單質硫-萜烯共聚物/環氧樹脂組合物及其制備方法，該組合物可以在無修復劑、熱量或壓力等外界人為因素的作用下實現材料的自修復行為，而且自修復材料可以多次修復。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種具有自修復特性的單質硫-萜烯共聚物/環氧樹脂組合物的制備方法，是先將硫/萜烯共聚物、環氧樹脂在有機試劑溶解；然后加入反應助劑，混合均勻，在真空下除有機溶劑，澆注成型，在60～110℃固化2～4h，得到粗產物；再將粗產物在120～150℃下固化2～5h，得到具有自修復特性的單質硫-萜烯共聚物/ 環氧樹脂組合物。

硫/萜烯共聚物的用量是環氧樹脂質量的300％～500％。

反應助劑的用量是環氧樹脂質量的0.5％～2％。

一種具有自修復特性的單質硫-萜烯共聚物/環氧樹脂組合物，采用上述方法制備得到。所述具有自修復特性的單質硫-萜烯共聚物/環氧樹脂組合物，劃傷后在40～80℃下熱修復。

所述硫/萜烯共聚物可根據發明專利CN201510207935.1公開的方法制備得到。

所述的環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂或酚醛型環氧樹脂。

所述的反應助劑為2-乙基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑或2,4,6- 三(二甲氨基甲基)苯酚。

所述的有機溶劑為鹵代烴、醚或苯；所述的鹵代烴優選氯仿、二氯甲烷或四氯化碳；所述的醚優選四氫呋喃或二氧六環；所述的苯優選甲苯。