一种高韧性环氧树脂的制备方法技术

本发明专利技术属于材料科学领域，具体涉及一种高韧性环氧树脂的制备方法，由基体环氧树脂接枝酚羟基单体所制得，包括搅拌溶解、催化接枝，测定环氧值、过滤步骤制得。本发明专利技术将柔韧性环状结构的材料，通过加成反应生成带柔韧基团的高分子材料的制备方法，以及应用此种材料设计合理的刚柔并济配方，固化后的产品柔韧性好，高低温环境下抗开裂效果明显；针对不同的季节、不同的应用领域，可以做出不同的系列产品，做到产品个性化、专业化。专业化。

【技术实现步骤摘要】
一种高韧性环氧树脂的制备方法


[0001]本专利技术属于材料科学领域，具体涉及一种高韧性环氧树脂的制备方法。

技术介绍

[0002]通用型双酚A型环氧树脂由于骨架为刚性结构，因此其固化物存在弯曲强度和拉伸强度和耐高低温性上的缺陷。通常在配方设计中引入长碳链或六元环的小分子环氧缩水甘油醚类的结构材料混配来补充结构上的不足，由于添加量对性能要求的局限性，只能解决部分柔性和韧性问题，并没有在真正意义上解决高低温环境下的抗开裂问题，与之配合使用的固化剂体系也存在相同类似的问题。究其原因是通用型的环氧树脂在抗开裂方面有结构上的瓶颈，从而造成配方体系刚性有余，柔韧性不足，短时间、特别是在温差明显的领域和环境下就容易出现开裂现象。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提供了一种高韧性环氧树脂的制备方法，针对通用型双酚型环氧树脂材料特别提出了通过环氧基与羟基的接枝反应，将柔韧性环状结构的材料，通过加成反应生成带柔韧基团的高分子材料的制备方法，以及应用此种材料设计合理的刚柔并济配方，以满足此类实际应用需求。
[0004]本专利技术所提供的方案如下：
[0005]一种高韧性环氧树脂的制备方法，由基体环氧树脂接枝酚羟基单体所制得。具体的反应是：打开环氧树脂的环氧基与酚羟基进行醚化反应，同时形成新的羟基，这个羟基和环氧基醚化，又形成新的羟基，一直到环氧值达到要求为止。具体包括以下步骤：
[0006]S1：反应釜中加入质量份的基体环氧树脂树脂92.5
‑
95份、酚羟基单体5
‑
7.5份，温度120
‑
130℃下搅拌1
‑
1.5h。
[0007]所选用的基体环氧树脂一般选择双酚A型环氧树脂，如E
‑
51、E
‑
54，或者双酚F型环氧树脂，如F
‑
170，可以选择单种基体环氧树脂或者是几种的混合物；酚羟基单体一般选择邻甲酚、对甲酚、腰果酚、壬基酚、十二烷基酚、对叔丁基苯酚中的一种或几种。
[0008]S2：反应釜中加入催化剂0.75
‑
1份，升温至155
‑
160℃，搅拌反应1.5
‑
2.5h。
[0009]基体环氧树脂和酚羟基单体的酚羟基在催化剂作用下，达到一定温度后，酚羟基促使环氧基开环，开始进行接枝反应，温度根据不同的基体树脂和酚羟基单体的选择进行调整。同时，在基体环氧树脂的选择上，通常所选用的E
‑
51、E
‑
54或者F
‑
170，本身分子链中的羟基含量较少，不易进行分子链内的开环反应，同时控制反应时间，在达到预设环氧值目标后及时降温停止反应，避免自固化的发生。
[0010]催化剂通常选择季铵盐，一般选择为三苯基磷、三乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四乙基溴化铵、四丁基溴化铵、丁基三苯基溴化磷中的一种或几种。
[0011]S3：对反应釜中的物料进行环氧值检测，当环氧值达到标准环氧值时，降低温度至室温，结束反应。
[0012]以盐酸丙酮法测试环氧值，通常来说，当反应釜中物料反应至1.5h后，便需要对物料进行环氧值检测，直至环氧值达到预设标准时，立刻进行降温，反应停止。
[0013]上述的标准环氧值，以如下公式进行确定：
[0014][0015]其中，W1为基体环氧树脂用量；
[0016]W2为酚羟基单体用量；
[0017]E1为基体环氧树脂的环氧当量；
[0018]E2为所述高韧性环氧树脂的环氧当量。
[0019]根据公式能够计算出目标产物的环氧当量，即可对应的计算环氧值。
[0020]对本申请所优选的原料来说，一般的标准环氧值为0.48
‑
0.54eq/100g。
[0021]同时，其他相应的标准可参考如下：
[0022]有机氯：≤300PPm(电位滴定法)
[0023]无机氯：≤20PPm(电位滴定法)
[0024]色泽：3
‑
5#(加德纳法)
[0025]S4：对反应釜中的物料进行过滤，得到所述高韧性环氧树脂。
[0026]与现有技术相比，本专利技术优点是：
[0027]1、将柔韧性环状结构的材料，通过加成反应生成带柔韧基团的高分子材料的制备方法，以及应用此种材料设计合理的刚柔并济配方，固化后的产品柔韧性好，高低温环境下抗开裂效果明显。
[0028]2、工艺简单，原料易得，能够有效降低生产成本，适用于工业化生产。
[0029]3、针对不同的季节、不同的应用领域，可以做出不同的系列产品，做到产品个性化、专业化。
具体实施方式
[0030]下面是结合实施例对本专利技术进一步说明。
[0031]实施例中所使用的原料如非特殊说明，均为市购。
[0032]实施例1
[0033]生产原料：基体环氧树脂E
‑
51 950份，腰果酚50份、三苯基磷0.5份。
[0034]S1：反应釜中加入质量份的基体环氧树脂树脂950份、腰果酚50份，温度120℃下搅拌1h。
[0035]S2：加入催化剂0.5份，升温至155℃，搅拌反应1.5h。
[0036]S3：检测物料环氧值至0.497eq/100g，降温，停止反应。
[0037]S4：过滤，得到所述高韧性环氧树脂。
[0038]检测所得产品技术指标：
[0039]环氧值：0.497eq/100g
[0040]有机氯：290PPm
[0041]无机氯：20PPm
[0042]色泽(加德纳法)：5#
[0043]将本例所制得高韧性环氧树脂进行固化，固化剂为聚酰胺固化剂650，固化条件60℃/3hr+常温/3d，固化为高50mm、直径50mm的圆柱体，固化物中嵌入12mm六个棱角的不锈钢金属螺母为嵌件。
[0044]对比例1
[0045]以环氧树脂E51进行固化，固化剂为聚酰胺固化剂650，固化条件60℃/3hr+常温/3d，固化为高50mm、直径50mm的圆柱体，固化物中嵌入12mm六个棱角的不锈钢金属螺母为嵌件。
[0046]测试实施例1与对比例1所制得圆柱体固化物性能如下：
[0047][0048]将实施例1与对比例1所制得圆柱体固化物进行冷热试验，试验温度
‑
40℃
‑
80℃，升降温速率10℃/min。对比例1第四个循环产生可见细小微裂纹，实施例1第六个循环未见明显裂纹。
[0049]实施例2
[0050]以实施例1所制得高韧性环氧树脂进行固化，固化剂为苯酐，固化条件60℃/3hr+常温/3d，固化为高50mm、直径50mm的圆柱体，固化物中嵌入12mm六个棱角的不锈钢金属螺母为嵌件。
[0051]对比例2
[0052]以环氧树脂E51进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高韧性环氧树脂的制备方法，其特征在于，由基体环氧树脂接枝酚羟基单体所制得，包括以下步骤：S1：反应釜中加入质量份的基体环氧树脂树脂92.5
‑
95份、酚羟基单体5
‑
7.5份，温度120
‑
130℃下搅拌1
‑
1.5h；S2：反应釜中加入催化剂0.75
‑
1份，升温至155
‑
160℃，搅拌反应1.5
‑
2.5h；S3：对反应釜中的物料进行环氧值检测，当环氧值达到标准环氧值时，降低温度至室温，结束反应；S4：对反应釜中的物料进行过滤，得到所述高韧性环氧树脂。2.根据权利要求1所述一种高韧性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述基体环氧树脂为双酚A型环氧树脂或双酚F型环氧树脂。3.根据权利要求1或2所述一种高韧性环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述基体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文泉，李聪，程鸣，
申请(专利权)人：山东天茂新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：