[發(fā)明專利]一種基于啞鈴型共聚物的增韌型環(huán)氧樹脂及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910923965.0
• 申請(qǐng)日: 2019-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN110628181B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙忠夫;師悅;張春慶;劉偉;王芙琳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L63/00
• 分類號(hào): C08L63/00;C08L63/02;C08L87/00
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

一種基于啞鈴型共聚物的增韌型環(huán)氧樹脂及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。該增韌型環(huán)氧樹脂在環(huán)氧樹脂組合物中引入啞鈴型共聚物作為增韌劑，其各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下：100質(zhì)量份的環(huán)氧樹脂；10～100質(zhì)量份的啞鈴型共聚物；10～100質(zhì)量份的固化劑；0～3質(zhì)量份的促進(jìn)劑。啞鈴型共聚物由中間鏈段和兩端的啞鈴型結(jié)構(gòu)組成，通過啞鈴型共聚物的側(cè)鏈結(jié)構(gòu)，改善大分子增韌劑和環(huán)氧樹脂之間的相容性，為大分子增韌劑在環(huán)氧樹脂中形成形變的第二微相結(jié)構(gòu)提供足夠的作用力。本發(fā)明的效果和益處是，啞鈴型共聚物在環(huán)氧樹脂中形成較大尺寸的非球形的第二微相結(jié)構(gòu)，能有效地改善環(huán)氧樹脂韌性，同時(shí)消除塑化效應(yīng)，抑制其他性能下降。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于啞鈴型共聚物的增韌型環(huán)氧樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂擁有良好的耐水耐化性、粘著性、抗腐蝕性、機(jī)械強(qiáng)度、介電性能、成型加工性、耐熱性、低收縮率等特性，且生產(chǎn)成本低，所以應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。然而，環(huán)氧樹脂材料存在脆性大及斷裂韌性差等不足，限制了其在更廣泛領(lǐng)域中的應(yīng)用，為此，人們一直在探尋增韌環(huán)氧樹脂的有效方法。

先前技術(shù)以各種兩親性線型嵌段共聚物作為環(huán)氧樹脂增韌劑，此類增韌劑具有與環(huán)氧樹脂不相容的嵌段和與環(huán)氧樹脂相容的嵌段。其中與環(huán)氧樹脂不相容的嵌段通過自組裝或反應(yīng)誘導(dǎo)的微相分離機(jī)制在環(huán)氧樹脂中構(gòu)筑第二微相結(jié)構(gòu)，達(dá)到增韌環(huán)氧樹脂的效果，與環(huán)氧樹脂相容的嵌段則起到界面增容的效果，確保第二微相結(jié)構(gòu)的形成。其結(jié)構(gòu)-性能關(guān)系表明，增韌效果在很大程度上取決于第二微相的形狀和尺寸及第二微相與環(huán)氧基之間的作用。第二微相結(jié)構(gòu)主要由與環(huán)氧不相容的嵌段組成，在環(huán)氧樹脂中可以呈現(xiàn)球形、囊泡和蟲狀，其中，蟲狀結(jié)構(gòu)更有利于改善其增韌效果。由于其增韌效果隨第二微相尺寸的增大而增大，良好的增韌效果理論上要求與環(huán)氧不相容的嵌段具有較高的分子量；同時(shí)，與環(huán)氧相容的嵌段的分子量應(yīng)相應(yīng)增加，以改善界面相容性，保證第二微相結(jié)構(gòu)的形成。在這種情況下，與環(huán)氧相容的嵌段形成較厚的硬質(zhì)過渡層，表現(xiàn)出明顯的塑化效應(yīng)，大大降低了復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(T_g)和其他性能。因此，為了平衡塑化效應(yīng)和增韌效果，大多數(shù)環(huán)氧熱固性樹脂都采用低分子量模板共聚物增韌。盡管能夠通過環(huán)氧化和磺化等技術(shù)途徑將分子量較高的苯乙烯類熱塑彈性體成功地應(yīng)用于熱固性材料的增韌，但是，該體系并沒有消除塑化效應(yīng)帶來的性能下降。

因此，隨著對(duì)應(yīng)用環(huán)氧樹脂產(chǎn)品的性能需求增加，如何在改善環(huán)氧樹脂韌性的同時(shí)消除塑化效應(yīng)帶來的性能下降已成為需要迫切解決的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于啞鈴型共聚物的增韌型環(huán)氧樹脂及其制備方法，其不僅可改善環(huán)氧樹脂的韌性，而且能消除塑化效應(yīng)帶來的性能下降。

為了達(dá)到上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種基于啞鈴型共聚物的增韌型環(huán)氧樹脂，在環(huán)氧樹脂組合物中引入啞鈴型共聚物作為增韌劑，所述的增韌型環(huán)氧樹脂包括如下組成：

100質(zhì)量份的環(huán)氧樹脂；

10～100質(zhì)量份的啞鈴型共聚物；

10～100質(zhì)量份的固化劑；

0～3質(zhì)量份的促進(jìn)劑。