本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂，具體為一種可增韌的改性環(huán)氧樹脂的制備工藝。

背景技術(shù)：

1、環(huán)氧樹脂是一種高分子聚合物，其中具有兩個(gè)及兩個(gè)以上的環(huán)氧基團(tuán)，具有優(yōu)異的粘接性能、電絕緣性以及化學(xué)穩(wěn)定性，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、化工等領(lǐng)域，但是環(huán)氧樹脂的耐沖擊性、韌性較差，其應(yīng)用范圍受到限制，因此如何提升其韌性及耐沖擊性，以便提高其應(yīng)用范圍成為目前研究的熱點(diǎn)之一。超支化聚合物具有粘度低，官能度高，溶解性好等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，成為增韌環(huán)氧樹脂的一種方法。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，環(huán)氧樹脂的增韌手段主要有核殼結(jié)構(gòu)聚合物增韌、ipn增韌、熱致型液晶聚合物增韌、橡膠類彈性體增韌、納米粒子增韌等，但是這些增韌手段在提高樹脂的韌性的同時(shí)，會(huì)引起樹脂拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的大幅下降；專利申請(qǐng)?zhí)枮閏n112920678b的專利公開了一種超支化聚合物接枝石墨烯改性環(huán)氧樹脂涂料的制備方法，制備得到了一種吡啶基超支化聚合物接枝石墨烯，將其與環(huán)氧樹脂共混，制備得到的涂料具有優(yōu)良的力學(xué)性能和防腐蝕性能，但是其熱穩(wěn)定性較差。

3、有機(jī)硅是指含有硅碳鍵并且至少有一個(gè)有機(jī)基直接與硅原子相連的化合物，其中具有的硅氧烷結(jié)構(gòu)，具有表面張力低、耐高低溫、耐氧化性能、耐腐蝕，廣泛應(yīng)用于電子電氣、建筑、化工、紡織等領(lǐng)域。萘是一種簡(jiǎn)單的稠環(huán)芳烴，廣泛應(yīng)用于染料、樹脂、溶劑等領(lǐng)域，如專利申請(qǐng)?zhí)枮閏n109651596b的專利，報(bào)道了一種含有萘環(huán)結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹脂及其制備方法，制備得到的環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的耐熱性，但是它的力學(xué)性能較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：提供了一種可增韌的改性環(huán)氧樹脂的制備工藝，其中制備得到了一種新型的超支化聚合物，具有優(yōu)異的力學(xué)和熱穩(wěn)定性，將其應(yīng)在環(huán)氧樹脂中，解決了環(huán)氧樹脂力學(xué)和熱穩(wěn)定性較差的問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種可增韌的改性環(huán)氧樹脂的制備工藝，所述制備工藝為：

4、（1）將異佛爾酮二異氰酸酯溶于n,n-二甲基甲酰胺溶液中，在氮?dú)獾沫h(huán)境下，向其中加入四（羥基萘胺）環(huán)四硅氧烷、二丁基二月桂酸錫催化劑，升溫至55-70℃，反應(yīng)2-5h，反應(yīng)結(jié)束后，得到含萘環(huán)和有機(jī)硅的超支化聚合物。

5、（2）將含萘環(huán)和有機(jī)硅的超支化聚合物加入到環(huán)氧樹脂中，攪拌均勻，在向其中加入固化劑、消泡劑，攪拌15-30min，真空脫泡，澆筑在模具中，固化，得到可增韌的改性環(huán)氧樹脂。

6、進(jìn)一步的，所述步驟（1）中四（羥基萘胺）環(huán)四硅氧烷、異佛爾酮二異氰酸酯、二丁基二月桂酸錫的摩爾比為1:2-2.5:0.08-0.15。

7、進(jìn)一步的，所述步驟（2）中含萘環(huán)和有機(jī)硅的超支化聚合物的質(zhì)量是環(huán)氧樹脂質(zhì)量的1-10%。

8、進(jìn)一步的，所述步驟（2）中攪拌的溫度為35-45℃，攪拌時(shí)間為50-80min。

9、進(jìn)一步的，所述步驟（2）中固化工藝為在80℃下固化4h，120℃下固化2h，150℃下固化4h，180℃下固化2h。

10、進(jìn)一步的，所述步驟（1）中四（羥基萘胺）環(huán)四硅氧烷的制備工藝如下：

11、（3）將間氯過氧化苯甲酸溶于二氯甲烷中，攪拌溶解，在向其中加入四乙烯基環(huán)四硅氧烷的二氯甲烷溶液，在-5至0℃下，攪拌反應(yīng)8-15h，反應(yīng)結(jié)束后，得到四環(huán)氧基環(huán)四硅氧烷。

12、（4）在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將萘胺、四環(huán)氧基環(huán)四硅氧烷和四氫呋喃溶劑置于燒瓶中，于25-40℃下，反應(yīng)4-10h，得到四（羥基萘胺）環(huán)四硅氧烷；其制備路線如下：

13、

14、進(jìn)一步的，所述步驟（3）中四乙烯基環(huán)四硅氧烷、間氯過氧化苯甲酸的摩爾濃度為1:4.5-5。

15、進(jìn)一步的，所述步驟（4）中四環(huán)氧基環(huán)四硅氧烷、萘胺的摩爾比為1:4-5。

16、本發(fā)明的有益的技術(shù)效果是：

17、四乙烯基環(huán)四硅氧烷在間氯過氧化苯甲酸的環(huán)氧化下，反應(yīng)得到四環(huán)氧基環(huán)四硅氧烷，再將其與萘胺中的氨基進(jìn)行開環(huán)反應(yīng)，得到四（羥基萘胺）環(huán)四硅氧烷，其含有的四個(gè)羥基與異佛爾酮二異氰酸酯發(fā)生交聯(lián)聚合反應(yīng)，得到含萘環(huán)和有機(jī)硅的超支化聚合物；再將含萘環(huán)和有機(jī)硅的超支化聚合物加入到環(huán)氧樹脂中固化，得到可增韌的改性環(huán)氧樹脂。

18、本發(fā)明制備得到的含萘環(huán)和有機(jī)硅的超支化聚合物，其中具有的萘環(huán)是一種平面剛性結(jié)構(gòu)，具有高度共軛的雙鍵，分子間排列緊密，相互堆積，交聯(lián)密度增大，熱穩(wěn)定性增強(qiáng)，并且，其中也具有硅氧烷結(jié)構(gòu)，受熱時(shí)能夠在表面形成一層玻璃質(zhì)層，阻擋熱量傳遞和能量傳遞，兩者相互輔助，共同提升材料的熱穩(wěn)定性；此外，超支化聚合物本身具有巨大的網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)和空腔結(jié)構(gòu)，與環(huán)氧樹脂有著較好的相容性，將其加入至環(huán)氧樹脂中，環(huán)氧樹脂作為連續(xù)相，超支化聚合物作為分散相，分散在環(huán)氧樹脂的基體中，當(dāng)受到?jīng)_擊時(shí)，超支化聚合物分散相的自身屈服形變，可有效的吸收外界能量，并且，超支化聚合物也可作為應(yīng)力集中體，進(jìn)一步阻止裂紋的產(chǎn)生，硅氧烷結(jié)構(gòu)中的硅氧鍵鍵能較碳碳鍵鍵能較大，在受到?jīng)_擊時(shí)，亦能夠吸收沖擊能量，兩者協(xié)同作用，提升材料的韌性等力學(xué)性能。本發(fā)明制備得到的超支化聚合物將其應(yīng)用到環(huán)氧樹脂中，能夠有效的提升環(huán)氧樹脂材料的熱穩(wěn)定性和韌性等力學(xué)性能。

技術(shù)特征：

1.一種可增韌的改性環(huán)氧樹脂的制備工藝，其特征在于：所述制備工藝為：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增韌的改性環(huán)氧樹脂的制備工藝，其特征在于：所述步驟（1）中四（羥基萘胺）環(huán)四硅氧烷、異佛爾酮二異氰酸酯、二丁基二月桂酸錫的摩爾比為1:2-2.5:0.08-0.15。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增韌的改性環(huán)氧樹脂的制備工藝，其特征在于：所述步驟（2）中含萘環(huán)和有機(jī)硅的超支化聚合物的質(zhì)量是環(huán)氧樹脂質(zhì)量的1-10%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增韌的改性環(huán)氧樹脂的制備工藝，其特征在于：所述步驟（2）中攪拌的溫度為35-45℃，攪拌時(shí)間為50-80min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增韌的改性環(huán)氧樹脂的制備工藝，其特征在于：所述步驟（2）中固化工藝為在80℃下固化4h，120℃下固化2h，150℃下固化4h，180℃下固化2h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增韌的改性環(huán)氧樹脂的制備工藝，其特征在于：所述步驟（3）中四乙烯基環(huán)四硅氧烷、間氯過氧化苯甲酸的摩爾濃度為1:4.5-5。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可增韌的改性環(huán)氧樹脂的制備工藝，其特征在于：所述步驟（4）中四環(huán)氧基環(huán)四硅氧烷、萘胺的摩爾比為1:4-5。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種可增韌的改性環(huán)氧樹脂的制備工藝，四乙烯基環(huán)四硅氧烷在間氯過氧化苯甲酸的環(huán)氧化下，反應(yīng)得到四環(huán)氧基環(huán)四硅氧烷，再將其與萘胺中的氨基進(jìn)行開環(huán)反應(yīng)，得到四（羥基萘胺）環(huán)四硅氧烷，其含有的四個(gè)羥基與異佛爾酮二異氰酸酯發(fā)生交聯(lián)聚合反應(yīng)，得到含萘環(huán)和有機(jī)硅的超支化聚合物；再將含萘環(huán)和有機(jī)硅的超支化聚合物加入到環(huán)氧樹脂中固化，得到可增韌的改性環(huán)氧樹脂。本發(fā)明制備得到的超支化聚合物將其應(yīng)用到環(huán)氧樹脂中，能夠有效的提升環(huán)氧樹脂材料的熱穩(wěn)定性和韌性等力學(xué)性能。

技術(shù)研發(fā)人員：張茂杰,胡雅婷
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南通中慧建筑科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9