【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料科学，具体而言，涉及一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物及其制备方法。
技术介绍
1、环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂一起被称为“三大通用型热固性树脂”。环氧树脂结构中含有数量众多的环氧基团以及羟基、醚键等活性和极性基团，使其具有优异的反应活性和粘接性能。环氧树脂固化物具有良好的力学性能、较低的固化收缩率及良好的化学稳定性，广泛应用于航空航天、电子电器、土木及机械工程等多个领域。然而环氧树脂固化物具有较高的交联密度，并且交联网络骨架的刚性较大、分子链间相对滑移困难，使其表现出质脆、抗冲击韧性较差等问题，在工程应用上受到一定限制。因此，对环氧树脂的增韧改性研究工作一直是科学及工程领域研究的热门课题，具有重要的应用价值。
2、目前，改性环氧树脂的途径主要包括：用刚性无机填料、橡胶弹性体、热塑性树脂等第二相来进行改性；用热塑性树脂或热致性液晶聚合物连续贯穿环氧树脂网络形成半互穿网络型聚合物进行改性；通过改变环氧树脂交联网络的化学结构组成，引入“柔性链段”进行改性等。
3、现有技术中申请号cn201010588845.9的专利公开了一种纳米粒子改性环氧树脂，该法是通过不同的物理或化学方法将纳米粒子与聚合物进行充分混匀形成复合材料。但在该方法中引入了第二相的刚性无机粒子，需要严格注意所引入结构的尺寸，若粒子的尺寸太小容易形成应力集中点，而当粒子过大时相当于两相结构，所产生的弱界面也不利于环氧树脂的增韧改性。
4、现有技术中申请号cn201610213479.6的专利公开了一种含
5、现有技术中申请号cn201210411672.2的专利公开了一种用热熔法制备高韧环氧树脂基体的方法，该专利中也严格规定了所使用热塑性粉料的颗粒大小(100～2000目)，并且加入热塑性塑料会使环氧树脂体系的粘度有一定程度的增大，会带来工艺复杂化、操作过程难于控制的问题。
6、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提出一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物及其制备方法，以解决现有技术中改性环氧树脂存在合成工艺复杂化、成本较高、操作过程难、大量使用溶剂和催化剂以及不适合商业的大规模推广生产的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
3、一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，所述超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物由超支化聚合物改性环氧树脂基体得到，所述超支化聚合物由含氨基的硅烷偶联剂、含环氧基的小分子单体通过开环反应、酯交换缩聚反应制备而成。
4、本专利技术所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，超支化聚合物结构中柔性链段si-o-c链段可以降低环氧树脂交联网络刚性，同时可有效提高环氧树脂的韧性；此外，所述超支化聚合物的仲胺基团能够促进环氧体系的固化；超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物的合成工艺简单、原子利用率高、不使用溶剂和催化剂，便于大规模推广生产。
5、进一步的，所述超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物的结构式为：
6、
7、进一步的，所述超支化聚合物为所述环氧树脂质量的1～12％添加到环氧树脂基体中。
8、进一步的，所述含氨基的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷和γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。
9、进一步的，所述含环氧基的小分子单体为环氧氯丙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、环氧苯乙烷中的任意一种。
10、进一步的，所述含氨基的硅烷偶联剂与所述含环氧基的小分子的摩尔比为：1:1～3。
11、进一步的，所述环氧树脂基体为e-51环氧树脂、e-44环氧树脂、e-31环氧树脂和e-42环氧树脂中的任意一种。
12、一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物的制备方法，所述超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物的制备方法用于制备任意一项所述的超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，所述超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物的制备方法包括以下步骤：
13、s1、称取含氨基的硅烷偶联剂与含环氧基的小分子单体，使其摩尔比在1:1～3的范围内，在氮气气氛中进行升温发生开环反应、酯交换缩聚反应制备得到超支化聚合物；
14、s2、将超支化聚合物以环氧树脂质量的1～12％添加到环氧树脂基体中得到超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物。
15、本专利技术的提出一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物的制备方法，原料来源丰富、制备工艺简单，不使用溶剂和催化剂，易于大规模生产。
16、进一步的，步骤s1包括以下步骤：
17、s11、称取含氨基的硅烷偶联剂与含环氧基的小分子单体，使其摩尔比在1:1～3的范围内，在氮气气氛中进行升温发生开环反应、酯交换缩聚反应；
18、s12、在产物黏度增大且颜色加深收集得到馏出物后，停止加热并结束反应，得到超支化聚合物。
19、进一步的，在步骤s11中，所述升温的方法为：首先将油浴从室温升至30～70℃，并在此温度下保温3～5小时；之后将温度阶梯升温至71～90℃，再次温度下反应3～5小时；之后将温度缓慢升至91～100℃反应5～30分钟。
20、通过步骤s11中的升温的方法，将升温过程分为三个阶段，使得在反应的过程中温度缓慢地、均匀地上升，可以防止反应温度上升过快导致反应失败产生凝胶。
21、本专利技术的提出一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物及其制备方法，相对于现有技术而言，本专利技术所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物及其制备方法具有以下有益效果：
22、1)本专利技术所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，所述超支化聚合物由含氨基的硅烷偶联剂、含环氧基的小分子单体通过开环反应、酯交换缩聚反应制备而成，制备得到的超支化聚合物不仅具有黏度低、官能度高、链缠结少和溶解性好等优点，还具有表面自由能低和柔性链长的优点。
23、2)本专利技术所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，将超支化聚合物添加到环氧树脂基体中，所述超支化聚合物结构中柔性链段si-o-c链段可以降低环氧树脂交联网络刚性，所述超支化聚合物相当于软质的纳米粒子，不仅能避免固体纳米粒子易于团聚的缺陷，同时可有效提高环氧树脂的韧性；此外，所述超支化聚合物的仲胺基团能够促进环氧体系的固化，优化环氧树脂体系的固化工艺性能。
24、3)本专利技术所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物的制备方法，原料来源丰富、制备工艺简单，不使用溶剂和催化剂，易于大规模生产；所改性的环氧树脂体系具有韧性高、强度大，固化温度低等特点，在航空航天、电子机械、核本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，其特征在于，所述超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物由超支化聚合物改性环氧树脂基体得到，所述超支化聚合物由含氨基的硅烷偶联剂、含环氧基的小分子单体通过开环反应、酯交换缩聚反应制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，其特征在于，所述超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物的结构式为：
3.根据权利要求2所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，其特征在于，所述超支化聚合物为所述环氧树脂质量的1～12％添加到环氧树脂基体中。
4.根据权利要求3所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，其特征在于，所述含氨基的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷和γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，其特征在于，所述含环氧基的小分子单体为环氧氯丙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、环氧苯乙烷中的任意一种。
6.根据权利要求5所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组
7.根据权利要求6所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂基体为E-51环氧树脂、E-44环氧树脂、E-31环氧树脂和E-42环氧树脂中的任意一种。
8.一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于，所述超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物的制备方法用于制备权利要求1～7任意一项所述的超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，所述超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物的制备方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物的制备方法，其特征在于，在步骤S11中，所述升温的方法为：首先将油浴从室温升至30～70℃，并在此温度下保温3～5小时；之后将温度阶梯升温至71～90℃，再次温度下反应3～5小时；之后将温度缓慢升至91～100℃反应5～30分钟。
...【技术特征摘要】
1.一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，其特征在于，所述超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物由超支化聚合物改性环氧树脂基体得到，所述超支化聚合物由含氨基的硅烷偶联剂、含环氧基的小分子单体通过开环反应、酯交换缩聚反应制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，其特征在于，所述超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物的结构式为：
3.根据权利要求2所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，其特征在于，所述超支化聚合物为所述环氧树脂质量的1～12％添加到环氧树脂基体中。
4.根据权利要求3所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，其特征在于，所述含氨基的硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷和γ-氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。
5.根据权利要求4所述的一种超支化聚合物增韧的环氧树脂组合物，其特征在于，所述含环氧基的小分子单体为环氧氯丙烷、环氧丙烷、1,2-环氧丁烷、环氧苯乙烷中的任意一种。
6.根据权利要求5所述的一种超支化聚合...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭留龙，高进城，杨瑞瑞，李想，郭浩昌，曹鹏军，
申请(专利权)人：洛阳船舶材料研究所中国船舶集团有限公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。