[發(fā)明專利]一種用于環(huán)氧樹脂的微膠囊快速固化劑的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911214789.X
• 申請(qǐng)日: 2019-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN110835404A
• 公開（公告）日: 2020-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐忠海;赫曉東;蔡朝燦;白玉嬌;王榮國;劉文博;董旭倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 肇慶市海特復(fù)合材料技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): C08G59/50
• 分類號(hào): C08G59/50;C08K3/36;B01J13/04;C08J5/24
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

一種用于環(huán)氧樹脂的微膠囊快速固化劑的制備方法，它涉及固化劑制備領(lǐng)域，本發(fā)明的目的為了解決目前微膠囊固化劑不適于環(huán)氧樹脂預(yù)浸料，與環(huán)氧樹脂結(jié)合后自潤滑性能差；且制備工藝復(fù)雜，固化劑壁材多為耐熱性較低的聚合物易于分解或揮發(fā)的問題，以活性固化劑為芯材、聚己內(nèi)酯(PCL)為壁材，可以使環(huán)氧樹脂型預(yù)浸料室溫貯存期大大增長，不僅可以解決單組份環(huán)氧樹脂快速固化的能力，也能提高材料材料的貯存期，適用于制備碳纖維、玻璃纖維等纖維及其織物增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂預(yù)浸料。本發(fā)明應(yīng)用于汽車、運(yùn)動(dòng)制品及航空航天等領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固化劑制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于微膠囊快速固化劑的制備方法。

背景技術(shù)

環(huán)氧樹脂是一種典型的熱固性樹脂，分子鏈中含有兩個(gè)以上的環(huán)氧基團(tuán)，常溫下呈粘稠液態(tài)，與固化劑作用時(shí)，會(huì)固化交聯(lián)成三維網(wǎng)狀體型大分子結(jié)構(gòu)。環(huán)氧樹脂機(jī)械、物理性能優(yōu)良、化學(xué)穩(wěn)定性好、成型收縮率低、尺寸穩(wěn)定性好，因此已被廣泛用于電子封裝、建筑和航空航天、汽車等領(lǐng)域。在工業(yè)生產(chǎn)中，環(huán)氧樹脂需和固化劑分開存放，用時(shí)再重新配制，攪拌均勻再固化，這大大降低了生產(chǎn)環(huán)氧樹脂制品的效率，限制了環(huán)氧樹脂的使用。若制備環(huán)氧樹脂預(yù)浸料用于環(huán)氧樹脂的下一步生產(chǎn)，生產(chǎn)速度會(huì)大大提高，且預(yù)浸料的質(zhì)量在很大程度上會(huì)決定制品性能的好壞。一般來說，環(huán)氧樹脂預(yù)浸料的常溫儲(chǔ)存期都很短，需低溫存放，故增加了運(yùn)輸?shù)碾y度和成本。若使用固化活性低的固化劑，則與環(huán)氧樹脂固化溫度過高，存在固化內(nèi)應(yīng)力大、成型周期長、能源消耗高、制造成本高等問題。所以，中低溫固化環(huán)氧樹脂的潛伏性固化劑需具備適宜的活性、良好的潛伏期以及優(yōu)異的綜合性能。

近年來，微膠囊得到了很大的發(fā)展，其具備的特殊核殼結(jié)構(gòu)，為內(nèi)部芯材提供了保護(hù)作用，避免了芯材受外界環(huán)境的影響，可以通過加壓或升溫等方法來控制芯材的釋放。用微膠囊技術(shù)包覆固化劑可以用于環(huán)氧樹脂固化，制備簡便、操作靈活，實(shí)現(xiàn)了其在環(huán)氧樹脂潛伏性預(yù)浸料、膠黏劑、半導(dǎo)體器件的包裝材料、自愈合等方面的應(yīng)用。因此，微膠囊技術(shù)得以運(yùn)用在潛伏性固化劑的制備上，用以包覆活性高的固化劑分子，以便大大延長體系的室溫儲(chǔ)存期，且實(shí)現(xiàn)中低溫時(shí)快速固化環(huán)氧樹脂。

微膠囊固化劑研究較多，Dong Ho Lee采用噴霧干燥法包覆了咪唑類固化劑形成微膠囊，使用TGA和EA測量微膠囊中咪唑含量可達(dá)50％，室溫下可15天內(nèi)不發(fā)生固化，表現(xiàn)出良好的潛伏性，還與溶液揮發(fā)法進(jìn)行了比較，噴霧干燥得到的微膠囊雖粒徑雖大，但芯材含量也大，具有簡單、廉價(jià)、生產(chǎn)率高并適合大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。陶瑜驍以PMF(聚三聚氰胺-甲醛樹脂)為殼材，TMPMP[三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)]為芯材，采用原位乳液聚合法制備了微膠囊固化劑。探討了乳化劑類型及摻量、芯殼質(zhì)量比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間和pH等對(duì)合成微膠囊的粒徑和穩(wěn)定性等影響，所制備的微膠囊的粒徑為50～125μm，并且具有很好的封閉性和耐熱性，能在0℃以上達(dá)到較好的固化效果。

但這些固化劑制備過程復(fù)雜，有時(shí)需要調(diào)節(jié)pH值及加熱和冷卻等使反應(yīng)發(fā)生，需要特殊的反應(yīng)試劑，實(shí)驗(yàn)重復(fù)性差。且有些固化劑壁材多為耐熱性較低的聚合物易于分解或揮發(fā)，不適用于制備環(huán)氧樹脂預(yù)浸料，加入到環(huán)氧樹脂中制備的材料自潤滑性能差。

由于環(huán)氧樹脂自身耐磨性差，通常采用包覆油性物質(zhì)作為芯材，制作微膠囊再與環(huán)氧樹脂混合，通過微膠囊的釋放，將油性物質(zhì)放出，對(duì)環(huán)氧樹脂起到起到潤滑的作用。但是如果采用非油性芯材，依靠芯材很難起到潤滑，提高環(huán)氧樹脂的耐磨性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為了解決目前微膠囊固化劑不適于環(huán)氧樹脂預(yù)浸料，與環(huán)氧樹脂結(jié)合后自潤滑性能差；且制備工藝復(fù)雜，固化劑壁材多為耐熱性較低的聚合物易于分解或揮發(fā)的問題，而提供了一種用于環(huán)氧樹脂的微膠囊快速固化劑的制備方法。

本發(fā)明的一種用于環(huán)氧樹脂的微膠囊快速固化劑的制備方法，所述微膠囊快速固化劑的芯材為活性固化劑，壁材為聚己內(nèi)酯；它是按照以下步驟進(jìn)行的：

一、將活性固化劑及聚己內(nèi)酯混合，溶于有機(jī)溶劑中，超聲分散至固化劑和聚己內(nèi)酯完全溶解，形成油相溶液；