[發明專利]一種超支化環氧樹脂、超支化環氧樹脂基建筑結構膠粘劑及制備與應用

在審

• 申請號: 202010101595.5
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111187393A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: 韋代東;曾娟娟;鄧淑玲;陳海基
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化灌工程有限公司
• 主分類號: C08G18/75
• 分類號: C08G18/75;C08G18/42;C08G18/28;C08G63/06;C08G83/00;C09J163/00;C09J11/04;C09J11/06;C09J11/08
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 江間開

本發明屬于高分子粘結劑技術領域，具體涉及一種超支化環氧樹脂、超支化環氧樹脂基建筑結構膠粘劑及制備與應用。本發明將蓖麻油和2，2?雙羥甲基丙酸進行熔融縮聚反應得到超支化聚酯多元醇C10，將其與二異氰酸酯單體和環氧丙醇的半加成產物反應得超支化環氧樹脂。本發明還提供一種包含上述超支化環氧樹脂和雙酚A型環氧樹脂的超支化環氧樹脂基建筑結構膠粘劑，其中，超支化環氧樹脂與雙酚A型環氧樹脂共混形成了單相結構，固化時超支化聚合物分子周圍的環氧基團參與反應。由于超支化環氧樹脂分子內部不交聯、含有大量空腔和缺陷等自由體積，當材料受外力作用時，這些自由體積發生形變，可以消耗大量的能量，從而提高結構膠的韌性。

技術領域

本發明屬于高分子粘結劑技術領域，具體涉及一種超支化環氧樹脂、超支化環氧樹脂基建筑結構膠粘劑及制備與應用。

背景技術

環氧樹脂建筑結構膠粘劑具有優異的機械強度、固化收縮率小、粘接性、耐水和耐化學藥品，廣泛應用于建筑領域的碳纖維加固工程、粘鋼加固、植筋錨固、密封灌縫、樁基接長等方面。未增韌時，環氧樹脂結構膠固化物的交聯密度高，普遍存在脆性大、沖擊性差、容易開裂、抗剝離性能差等缺點，阻礙了其進一步擴展應用。因此，提供新型的增韌劑對環氧樹脂結構膠進行改性以提高其工作性能具有重要研究意義和應用價值。

目前，環氧樹脂體系中大多采用液體橡膠、核殼粒子、熱塑性樹脂或其他非反應性增韌劑來提高產品的韌性。這些增韌劑與環氧樹脂的相容性差在固化過程中會產生相分離，導致增韌效果較差，通常會引起環氧樹脂結構膠的玻璃態轉化溫度和機械強度的顯著下降，對產品的長期穩定性有不利的影響。超支化聚合物具有大量的末端基團、無分子內和分子之間鏈纏結、和分子量相近的線性聚合物相比其在溶解或者熔融狀態下具有更低的黏度。并且超支化聚合物的合成方便，通過改性超支化聚合物大量的末端基團，可以滿足不同場合的應用要求。Zhang等人(Polymer Composites,2010,30(7):918-925；Journal ofApplied Polymer Science,2006,101(4):2504-2511.)合成了一系列低粘度芳香族聚酯超支化環氧樹脂(HTDE)用于增韌雙酚A型環氧樹脂，當HTDE-2的添加量為9wt％時，固化材料的沖擊強度、斷裂韌性和純環氧樹脂相比分別提高了將近3倍、2倍，拉伸強度和彎曲強度均提高約20％，并解釋了該增韌機理為原位增強增韌機理。

發明內容

為了克服現有環氧樹脂結構膠粘劑增韌體系存在的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種超支化環氧樹脂。

本發明的另一目的在于提供上述超支化環氧樹脂的制備方法。

本發明的再一目的在于提供上述超支化環氧樹脂的應用。

本地買的第四個目的在于提供一種超支化環氧樹脂基建筑結構膠粘劑。

本發明的第五個目的在于提供上述超支化環氧樹脂基建筑結構膠粘劑的制備方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種超支化環氧樹脂，其結構如式Ⅰ所示：

其中，

所述的超支化環氧樹脂的制備方法，包含如下步驟：

(1)將蓖麻油和2，2-雙羥甲基丙酸(DMPA)進行熔融縮聚反應，得到超支化聚酯多元醇C10；

(2)將等摩爾質量的二異氰酸酯單體和環氧丙醇反應，得到帶-NCO基團的半加成物；將帶-NCO基團的半加成物和步驟(1)制得的超支化聚酯C10反應，得到超支化環氧樹脂；

步驟(1)中所述的超支化聚酯多元醇C10的合成可參照文獻(Journal ofMacromolecular Science,Part A,2018,55(5):422-432.)；