[發(fā)明專利]一種高耐熱性環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910275939.1
• 申請(qǐng)日: 2019-04-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110330763A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃馳;胡銘杰;周宇恒;唐曉林;任仁捷;吳磊;彭懷萱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張家港楚人新材料科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L63/00
• 分類號(hào): C08L63/00;C08L81/06;C08G75/23
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 張秋燕

本發(fā)明涉及一種高耐熱性的環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法，通過(guò)環(huán)氧封端改性低聚聚醚砜配合雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂固化后得到，通過(guò)將高耐熱性和柔韌性較好的聚醚砜結(jié)構(gòu)引入環(huán)氧樹(shù)脂主鏈，大大提高環(huán)氧樹(shù)脂的耐熱性與柔韌性，得到的環(huán)氧樹(shù)脂具有黏度低、耐熱性好柔韌性高的特點(diǎn)，能夠廣泛應(yīng)用于高耐熱性高柔韌性要求的碳纖維復(fù)合材料領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高耐熱性環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法，屬于高分子精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹(shù)脂具有粘接強(qiáng)度高、固化收縮率低、硬度大、耐磨性好、加工性能好、電絕緣性好、原料易得、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，作為膠黏劑、封裝膠、復(fù)合材料樹(shù)脂等材料廣泛應(yīng)用于包括日常生活至航空航天等各個(gè)領(lǐng)域。

常規(guī)環(huán)氧樹(shù)脂的熱變形溫度一般不超過(guò)120℃，難以滿足航空航天等領(lǐng)域?qū)μ祭w維復(fù)合材料的要求。通過(guò)熱塑性工程塑料的改性可以顯著提高環(huán)氧樹(shù)脂的耐熱性，同時(shí)提高其韌性，大大擴(kuò)大環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用范圍。然而，常規(guī)的工程塑料與環(huán)氧樹(shù)脂相容性較差，通過(guò)簡(jiǎn)單的共混容易產(chǎn)生相分離而不能使用；通過(guò)接枝改性則會(huì)明顯提高樹(shù)脂的黏度，因而難以滿足成型需要的工藝性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種高耐熱性環(huán)氧樹(shù)脂，通過(guò)將高耐熱性和柔韌性較好的聚醚砜結(jié)構(gòu)引入環(huán)氧樹(shù)脂主鏈，大大提高環(huán)氧樹(shù)脂的耐熱性與柔韌性，得到的環(huán)氧樹(shù)脂具有黏度低、耐熱性好柔韌性高的特點(diǎn)。

本發(fā)明為解決上述提出的問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

一種高耐熱性的改性環(huán)氧樹(shù)脂，其由環(huán)氧封端改性低聚聚醚砜與雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂混合所得；其中，環(huán)氧封端改性低聚聚醚砜與雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂的質(zhì)量比范圍為0.25～1.5。

按上述方案，環(huán)氧封端改性低聚聚醚砜為主鏈含有環(huán)氧基團(tuán)和聚醚砜結(jié)構(gòu)的化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)如式1所示，聚合度n為5-10。

按上述方案，所述環(huán)氧封端改性低聚聚醚砜的制備方法為：由羥基封端的低聚聚醚砜與環(huán)氧氯丙烷在KOH作用下進(jìn)行縮合反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)中和、沉淀、洗滌得到，其反應(yīng)簡(jiǎn)圖如圖 1所示。其中，所述羥基封端的低聚聚醚砜與環(huán)氧氯丙烷的質(zhì)量比為4.5～5.5，40wt％KOH 的投加量為羥基封端的低聚聚醚砜質(zhì)量的0.35～0.45，以乙醇溶液(體積分?jǐn)?shù)90％～95％)為溶劑，所述反應(yīng)條件為升溫回流攪拌4.5～5.5h。

進(jìn)一步地，所述的羥基封端的低聚聚醚砜，其化學(xué)結(jié)構(gòu)如式2所示，聚合度n為5-10。

進(jìn)一步地，所述羥基封端的低聚聚醚砜的制備方法為：由雙酚A與4，4’-二氯二苯砜以乙醇水溶液(體積分?jǐn)?shù)90％～95％)為溶劑，在KOH作用下控制縮合反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)中和、沉淀、洗滌得到，其反應(yīng)簡(jiǎn)圖如圖2所示。其中，所述雙酚A與4，4’-二氯二苯砜的摩爾比在1.4～1.2范圍內(nèi)，KOH的投加量為4，4’-二氯二苯砜摩爾量的1.8～2.2倍，所述反應(yīng)條件為升溫至回流后繼續(xù)維持加熱攪拌5h。

按上述方案，所述雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂為環(huán)氧樹(shù)脂E-21，E-31，E-35，E-39，E42，E-44，E-51，E-54，E-56等中的一種或一種以上的混合物。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明所述高耐熱性環(huán)氧樹(shù)脂中的對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行改性的低聚聚醚砜為環(huán)氧封端，可以提高聚醚砜與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性，解決了復(fù)合環(huán)氧樹(shù)脂的工藝性問(wèn)題；

(2)本發(fā)明所述高耐熱性環(huán)氧樹(shù)脂通過(guò)引入的聚醚砜與環(huán)氧樹(shù)脂形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，來(lái)提高環(huán)氧樹(shù)脂的韌性與耐熱性，形成的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)在提高環(huán)氧樹(shù)脂交聯(lián)度的同時(shí)不降低交聯(lián)點(diǎn)間的平均分子量，提高了環(huán)氧樹(shù)脂的韌性；