一種耐熱高韌性雙酚a環(huán)氧樹脂的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂。
【背景技術】
[0002]雙酚A環(huán)氧樹脂具有良好的綜合力學性能、高強度的粘合力、較小的收縮率、良好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的電絕緣性等特性，作為涂料、膠粘劑、復合材料的樹脂基體等在機械、電子、電器、航天等領域得到了廣泛的應用。然而由于固化后的環(huán)氧樹脂交聯(lián)密度高而導致的內(nèi)應力大，因而存在韌性、耐疲勞性、耐熱性、抗沖擊性差等缺點，難以滿足很多實際工程技術的性能要求，使其應用受到一定的限制，特別是制約了環(huán)氧樹脂不能很好的應用于結構材料等類型的復合材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對上述問題提供了一種耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂，該耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂具有良好的斷裂韌性和耐熱性能，拓寬了雙酚A環(huán)氧樹脂的使用范圍。
[0004]本發(fā)明的基本原理是利用二元酸與雙酚A型環(huán)氧樹脂的擴鏈反應，增加環(huán)氧樹脂分子鏈長度和分子量以提高拉伸強度和斷裂延伸率，同時采用耐熱性固化劑提高耐熱性會K。
[0005]—種耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂，其特征在于該雙酚A環(huán)氧樹脂通過以下步驟制備得到:
1)將雙酚A環(huán)氧樹脂和活性稀釋劑混合均勻得到低粘度雙酚A環(huán)氧樹脂溶液；
2)將二元酸和有機溶劑混合均勻，待完全溶解即得二元酸溶液；
3)將低粘度雙酚A環(huán)氧樹脂溶液與二元酸溶液混合，在130°C?150°C下攪拌使兩者混合均勻，然后降溫至90°C?110°C，加入催化劑三苯基膦，攪拌回流反應2?4 h即得改性雙酚A環(huán)氧樹脂溶液；
4)將改性雙酚A環(huán)氧樹脂溶液與固化劑混合均勻后在室溫固化8?10h，接著在80°C?100°C下固化7?9 h即得耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂。
[0006]所述雙酚A環(huán)氧樹脂與活性稀釋劑的質(zhì)量比為6:1?9:1。
[0007]所述雙酚A環(huán)氧樹脂的特征為:純度為工業(yè)級，環(huán)氧值0.48-0.54，粘度8600_12000mPa.S0
[0008]所述活性稀釋劑為辛基縮水甘油醚。
[0009]所述辛基縮水甘油醚的特征:純度為工業(yè)級，環(huán)氧值0.40-0.45，粘度2_8mPa.S。
[0010]所述二元酸與有機溶劑的質(zhì)量比為1:10?1:20。
[0011]所述二元酸為2，6-萘二甲酸，其純度為99% ;所述有機溶劑為二甲基亞砜。
[0012]所述低粘度雙酚A環(huán)氧樹脂溶液與二元酸溶液的質(zhì)量比為50:1?150:1。
[0013]所述催化劑三苯基膦在步驟3)所有反應原料和催化劑中的質(zhì)量百分含量為0.1%-0.3% O
[0014]所述固化劑為三乙烯四胺，在步驟4)反應原料和固化劑中的質(zhì)量百分含量為15%-25%o
[0015]本發(fā)明所述的耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂耐熱溫度大于95°C，斷裂延伸率大于
6% ο
[0016]本發(fā)明的有益之處:所述的耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂具有良好的耐熱性能和斷裂韌性，與未用二元酸改性環(huán)氧樹脂相比，斷裂延伸率提高到約2倍，熱變形溫度提高了25°C以上。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
一種耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂，其制備方法如下:
步驟1:將雙酚A環(huán)氧樹脂和活性稀釋劑辛基縮水甘油醚以質(zhì)量比為7:1混合均勻得到低粘度雙酚A環(huán)氧樹脂溶液；雙酚A環(huán)氧樹脂的特征為:純度為工業(yè)級，環(huán)氧值0.48-0.54，粘度8600-12000mPa.s ;辛基縮水甘油醚的特征:純度為工業(yè)級，環(huán)氧值0.40-0.45，粘度 2-8mPa.s ；
步驟2:將二元酸2，6-萘二甲酸和有機溶劑二甲基亞砜以質(zhì)量比為1:15混合均勻，待完全溶解之后獲得二元酸溶液；2，6_萘二甲酸特征為:純度為99%的粉末狀固體，熔點為310-313°C ;二甲基亞砜特征為:常溫下為無色無臭的透明液體，熔點為18.4°C ;
步驟3:將低粘度雙酚A環(huán)氧樹脂溶液與二元酸溶液按質(zhì)量比100:1混合，放入燒瓶并置于磁控攪拌油浴鍋中在140°C下使兩者混合均勻，自然降溫到100°C，加入質(zhì)量百分含量為0.2%的催化劑三苯基膦，并緩慢攪拌，冷凝回流反應3小時，獲得改性雙酚A環(huán)氧樹脂溶液；三苯基膦特征為:白色松散粉末狀固體，熔點為80.50C ;
步驟4:將改性雙酚A環(huán)氧樹脂溶液與固化劑三乙烯四胺混合均勻后在室溫固化9小時，接著在80°C -1OOtC下固化8小時得到耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂；固化劑三乙烯四胺的質(zhì)量百分含量為20%，其特征為:中等粘性的黃色液體，呈強堿性。
[0018]將耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂依據(jù)GB/T 2567-2008進行斷裂韌性測試；以及依據(jù)差示掃描量熱儀進行熱變形溫度測試，結果為斷裂延伸率6.5%，熱變形溫度為98 °C。將未用二元酸改性的純環(huán)氧樹脂進行同樣的上述性能測試，結果為斷裂延伸率3.2%，熱變形溫度為70°C。由此可知，與未用二元酸改性環(huán)氧樹脂相比，耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂斷裂延伸率提高到2倍，熱變形溫度提高了 28°C。
【主權項】
1.一種耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂，其特征在于該雙酚A環(huán)氧樹脂通過以下步驟制備得到: 1)將雙酚A環(huán)氧樹脂和辛基縮水甘油醚混合均勻得到低粘度雙酚A環(huán)氧樹脂溶液； 2)將二元酸和有機溶劑混合均勻，待完全溶解即得二元酸溶液； 3)將低粘度雙酚A環(huán)氧樹脂溶液與二元酸溶液混合，在130°C?150°C下攪拌使兩者混合均勻，然后降溫至90°C?110°C，加入催化劑三苯基膦，攪拌回流反應2?4 h即得改性雙酚A環(huán)氧樹脂溶液； 4)將改性雙酚A環(huán)氧樹脂溶液與固化劑混合均勻后在室溫固化8?10h，接著在80°C?100°C下固化7?9 h即得耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂。2.如權利要求1所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于所述雙酚A環(huán)氧樹脂與辛基縮水甘油醚的質(zhì)量比為6:1?9:1。3.如權利要求1或2所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于所述雙酚A環(huán)氧樹脂的特征為:純度為工業(yè)級，環(huán)氧值0.48-0.54，粘度8600-12000mPa.S。4.如權利要求1或2所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于所述辛基縮水甘油醚的特征:純度為工業(yè)級，環(huán)氧值0.40-0.45，粘度2-8mPa.S。5.如權利要求1所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于所述二元酸與有機溶劑的質(zhì)量比為1:10 ?1:20。6.如權利要求1或5所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于所述二元酸為2，6-萘二甲酸，其純度為99% ;所述有機溶劑為二甲基亞砜。7.如權利要求1所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于所述低粘度雙酚A環(huán)氧樹脂溶液與二元酸溶液的質(zhì)量比為50:1?150:1。8.如權利要求1所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于所述催化劑三苯基膦在步驟3)所有反應原料和催化劑中的質(zhì)量百分含量為0.1%-0.3%。9.如權利要求1所述的環(huán)氧樹脂，其特征在于所述固化劑為三乙烯四胺，在步驟4)反應原料和固化劑中的質(zhì)量百分含量為15%-25%。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂，該雙酚A環(huán)氧樹脂通過以下步驟制備得到：將雙酚A環(huán)氧樹脂和活性稀釋劑混合均勻得到低粘度雙酚A環(huán)氧樹脂溶液；將二元酸和有機溶劑混合均勻，待完全溶解即得二元酸溶液；將低粘度雙酚A環(huán)氧樹脂溶液與二元酸溶液混合，在130℃～150℃下攪拌使兩者混合均勻，然后降溫至90℃～110℃，加入催化劑三苯基膦，攪拌回流反應2～4h即得改性雙酚A環(huán)氧樹脂溶液；將改性雙酚A環(huán)氧樹脂溶液與固化劑混合均勻后在室溫固化8～10h，接著在80℃～100℃下固化7～9h即得耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂。本發(fā)明所述的耐熱高韌性雙酚A環(huán)氧樹脂具有良好的斷裂韌性和耐熱性能，拓寬了雙酚A環(huán)氧樹脂的使用范圍。
【IPC分類】C08G59/14, C08G59/50
【公開號】CN105061725
【申請?zhí)枴緾N201510490743
【發(fā)明人】孟軍虎, 崔宏生
【申請人】中國科學院蘭州化學物理研究所
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月12日