【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及属于环氧树脂，具体涉及一种多结构功能环氧树脂微球及其制备方法和在环氧树脂及水泥中的增强增韧应用。
技术介绍
1、环氧树脂具有高交联网络结构，因而其具有高强度、高热稳定性、耐腐蚀等优良特性，同时又具有韧性不足、脆性较大的问题，限制了其在建筑、航空航天、电子等领域的广泛应用。类似的，油井用水泥强度高，但也存在脆性大、形变量小而易使固井发生微裂缝、失效的问题。为提高环氧树脂、水泥的韧性，人们在其中添加无机、有机硬粒子或有机弹性粒子，但该手段仍存在粒子与基体界面结合弱、韧性提高的同时强度也降低的问题。利用环氧微球自增韧环氧树脂基材，避免了界面问题，但需要使用高交联度(tg>200℃)的硬质环氧微球才能使韧性提高的同时强度无明显下降。考虑环氧树脂的优异性能，目前已有利用弹韧性环氧颗粒粉末、弹韧性核(环氧树脂/聚酰胺)-硬壳(sio2)复合微球来增韧水泥的相关报道，然而上述手段在提高水泥石韧性、形变能力的同时会导致弹性模量和压缩强度下降，如何有效、同时提高水泥石的韧性和强度仍是当前亟需解决的技术问题。
2、环氧树脂微球是将环氧树脂与固化剂作为单体进行反应而形成的一种热固性聚合物微球，目前已可利用乳液聚合、相反转乳液聚合、悬浮聚合、分散聚合以及沉淀聚合(反应诱导相分离)等方法制备，如：利用环氧树脂、活性稀释剂、液态咪唑类固化剂(中国专利技术专利cn101074311a)在含乳化剂的水相体系中进行乳液聚合；将环氧树脂、稀释剂和胺类固化剂分散在含聚乙烯醇(pva)、十二烷基磺酸钠(sds)分散稳定剂的水中进行悬浮聚
3、将环氧树脂和固化剂在环氧大豆油、液晶中进行沉淀聚合或分散聚合，或与热塑性聚合物如聚酯、聚醚二元醇(如聚丙二醇ppg600)、聚四氢呋喃多元醇(ptg)、聚乳酸(pcl)等混合均匀，在固化交联反应过程中诱导产生相分离，可形成粒径分布窄、表面光滑、高交联的硬质(tg>200℃)环氧树脂微球，但上述制备过程复杂，尤其需要使用大量有机溶剂洗脱微球，且微球得率不高，影响推广使用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对环氧树脂、水泥基材增韧改性过程中不易有效、同时提高韧性和强度的问题，提供一种多结构功能环氧树脂微球及其制备方法，本专利技术还提供所得微球在环氧树脂和水泥增韧增强方面的应用，本专利技术为“一锅法”制备环氧树脂微球，过程简单，微球高交联(tg高)、表面含氨基、环氧、或羟基官能基团，能制得无孔、多孔、中空、树莓状或半空雪人状多结构的环氧树脂微球，所得微球可通过表面官能基团与环氧、水泥基材化学键接而牢固结合，微球表面孔洞及凸起结构可与基材形成机械互锁，通过引发界面银纹和发挥钉扎效应等作用同时提高材料的韧性和强度，测试结果表明利用本专利技术所得微球对环氧树脂进行增韧，可同时显著提高环氧树脂的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率，利用本专利技术所得微球对水泥进行增韧，可同时显著提高水泥石的抗压强度、抗折强度、极限应变和韧性模量。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术保护一种环氧树脂微球的制备方法，包括如下步骤：
4、将混合物a、混合物b和混合物c在催化剂的作用下进行反应，得到所述多结构功能环氧树脂微球；
5、所述混合物a由表面活性剂分散或溶解于溶剂a中制得，或由表面活性剂和稳定剂分散或溶解于溶剂a中制得；
6、所述混合物b由环氧树脂与溶剂b混合后加热制得；
7、所述混合物c由固化剂溶解于溶剂c中制得。
8、上述的环氧树脂微球的制备方法中，所述多结构功能环氧树脂微球包括无孔、多孔、中空、树莓状或半空雪人状多结构的环氧树脂微球；
9、所述环氧树脂微球表面包含氨基、羟基和环氧基团中的一种或两种，但不同时为氨基和环氧基团，如包含氨基、羟基或包含环氧基、羟基，反应后微球表面的残余基团受环氧和固化剂的比例影响；
10、所述多结构功能环氧树脂微球的粒径为7.3～1116μm，具体为激光粒度仪分析的平均粒径；
11、所述多结构功能环氧树脂微球的玻璃化转变温度tg为124～168℃。
12、上述的环氧树脂微球的制备方法中，所述环氧树脂选自二环氧单体、三环氧单体和四环氧单体中的至少一种；
13、以所述环氧树脂的质量份数为100份计，所述三环氧单体或所述四环氧单体的质量份数为0～10份，包括但不限于0份、10份或5份；
14、所述二环氧单体优选为双酚a二缩水甘油醚e51(环氧树脂e51)或双酚a二缩水甘油醚e44(环氧树脂e44)；
15、所述三环氧单体优选为三羟甲基丙烷三缩水甘油醚(tmtge)；
16、所述四环氧单体优选为4.4-二氨基二苯甲烷四缩水甘油胺(tgmda)。
17、上述的环氧树脂微球的制备方法中，所述表面活性剂为非离子表面活性剂，包括聚乙烯吡咯烷酮(如pvp30k)、聚乙烯醇(如peg200)、苯马树脂中的一种；
18、当所述混合物a仅添加表面活性剂时，以所述环氧树脂的质量份数为100份计，所述表面活性剂的质量份数为35～140份，包括但不限于140份、35份或80份；
19、所述稳定剂为表面包含氨基、环氧基团或羟基的sio2纳米粒子或纳米片；
20、当所述混合物a同时添加表面活性剂和稳定剂时，以所述环氧树脂的质量份数为100份计，所述表面活性剂和所述稳定剂的质量份数为35～140份，包括但不限于70份，所述稳定剂的质量份数为0.08～1.6份，包括但不限于0.08份。
21、上述的环氧树脂微球的制备方法中，所述固化剂为多元胺类固化剂，选自乙烯胺、聚醚胺、脂环胺、芳香胺和含二硫键的固化剂中的一种或几种；
22、所述乙酰胺优选为三乙烯四胺(teta)；
23、所述聚醚胺优选为聚丙二醇二(2-氨基丙基)醚(聚醚胺d230)；
24、所述脂环胺优选异佛尔酮二胺(ipda)；
25、所述芳香胺优选4,4’-二氨基二苯基甲烷(ddm本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种环氧树脂微球的制备方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的环氧树脂微球的制备方法，其特征在于：所述多结构功能环氧树脂微球包括无孔、多孔、中空、树莓状或半空雪人状多结构的环氧树脂微球；
3.根据权利要求1或2所述的环氧树脂微球的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂选自二环氧单体、三环氧单体和四环氧单体中的至少一种；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的环氧树脂微球的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为非离子表面活性剂，包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、苯马树脂中的一种；
5.根据权利要求1-4中任一项所述的环氧树脂微球的制备方法，其特征在于：所述固化剂为多元胺类固化剂，选自乙烯胺、聚醚胺、脂环胺、芳香胺和含二硫键的固化剂中的一种或几种；
6.根据权利要求1-5中任一项所述的环氧树脂微球的制备方法，其特征在于：所述溶剂A为有机溶剂a和/或水；
7.根据权利要求1-6中任一项所述的环氧树脂微球的制备方法，其特征在于：所述催化剂为叔胺类催化剂，包括1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、苄基二甲胺、2,4,6三(
8.根据权利要求1-7中任一项所述的环氧树脂微球的制备方法，其特征在于：所述反应的搅拌条件下进行，搅拌速度为300～500rpm；
9.权利要求1-8中任一项所述的环氧树脂微球的制备方法得到的环氧树脂微球。
10.权利要求9所述的环氧树脂微球在环氧树脂或水泥同时增韧增强中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂微球的制备方法，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的环氧树脂微球的制备方法，其特征在于：所述多结构功能环氧树脂微球包括无孔、多孔、中空、树莓状或半空雪人状多结构的环氧树脂微球；
3.根据权利要求1或2所述的环氧树脂微球的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂选自二环氧单体、三环氧单体和四环氧单体中的至少一种；
4.根据权利要求1-3中任一项所述的环氧树脂微球的制备方法，其特征在于：所述表面活性剂为非离子表面活性剂，包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、苯马树脂中的一种；
5.根据权利要求1-4中任一项所述的环氧树脂微球的制备方法，其特征在于：所述固化剂为多元胺类固化剂，选自乙烯胺、聚醚胺、脂环胺、芳香胺和含...
【专利技术属性】
技术研发人员：王雪峰，刘莲英，候国华，王冠年，任明伟，马倩，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：
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