一种自修复环氧树脂组合物制造技术

技术编号:14927028 阅读:68 留言:0更新日期:2017-03-30 18:51
提供了一种自修复疏水性环氧树脂组合物。所述自修复环氧树脂组合物包含环氧树脂组分和固化剂组分,所述固化剂组分包含至少0.1重量%的改性环氧树脂固化剂。所述改性环氧树脂固化剂是氨基修饰的低聚硅氧烷和羧酸酐的反应产物。还公开了制备所述改性的环氧树脂固化剂的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本公开内容涉及一种自修复环氧树脂组合物、环氧树脂固化剂、以及它们的制备方法。具体而言,本公开内容涉及一种适用于电绝缘应用的自修复环氧树脂组合物。
技术介绍
环氧树脂组合物对于中压和高压电绝缘应用而言是优选的聚合绝缘材料,因为这些组合物提供了加工和诸如机械、热和电特性的性能特性的最佳组合。传统上用酸酐固化剂固化的脂环族环氧树脂用于室外电气应用,因为这些环氧树脂使UV耐候性高。然而这些组合物的性能在以下区域受到限制:涉及高沉淀水平的高湿度区域,以及污染的环境,在所述污染的环境中导电层的形成引起绝缘性能的显著下降导致增加的表面漏电和起拱。为了在具有高沉淀水平和污染环境的区域中使用,环氧树脂组合物应优选是自修复的并具有疏水性。自修复环氧树脂组合物能够在这些环境中表现更好,因为它们能够从可能由如高沉淀和污染的环境因素造成的任何损坏中恢复。疏水性也有助于环氧树脂抵抗在恶劣气候条件下造成的损害。由于环氧树脂的性质是相对极性的,它们不具有疏水性。现有技术公开了通过添加预处理的矿物质填料、硅化合物、聚硅氧烷/聚醚共聚物、羟基封端的聚硅氧烷、有机聚硅氧烷油来赋予环氧树脂组合物疏水行为。然而这些化合物显示出较弱的疏水作用,并且交联的缺乏导致相分离以及与金属的附着力降低。近年来通过用带有末端缩水甘油基的低聚硅氧烷对脂环族树脂进行物理或化学改性已使具有内在疏水性的环氧树脂组合物得到发展。然而,这些组合物的贮存稳定性不足,导致保质期较短。还已知用具有环氧基或甲醇官能团的有机聚硅氧烷改性的固化剂固化的环氧树脂组合物。例如,日本专利公开号2-59185[59,185/90]和EP0511670公开了含有羧酸改性的有机聚硅氧烷和环氧树脂反应产物的环氧树脂组合物。然而,这样的环氧树脂组合物的缺点是相分离以及不稳定,这些缺点限制了它们的商业应用。因此,需要一种自修复的、具有内在的疏水性并且稳定的环氧树脂组合物。也需要一种环氧树脂固化剂,当用于固化环氧树脂时,该固化剂赋予得到的环氧树脂组合物内在疏水性及自修复特性。
技术实现思路
提供了一种自修复环氧树脂组合物。所述自修复环氧树脂组合物包含环氧树脂组分和固化剂组分。所述固化剂组分包含至少0.1重量%的改性环氧树脂固化剂。所述改性环氧树脂固化剂是氨基改性的低聚硅氧烷和羧酸酐的反应产物。还公开了一种制备环氧树脂固化剂的方法。所述方法包括加热氨基改性的低聚硅氧烷至80℃-90℃范围内的温度;将羧酸酐加入到加热的氨基改性的低聚硅氧烷以获得它们的混合物;并加热所述混合物至80-140℃范围内的温度以获得环氧树脂固化剂,整个过程在氮气气氛中进行。附图简述附图1显示了根据一个实施方式的固化剂组分的稳定性。附图2显示了不同的促进剂浓度下的凝胶时间、粘度发展。附图3显示了暴露在QUV老化测试仪(Weather-O-Meter)中的试验板的结果。附图4显示了用于测定疏水性恢复的等离子体暴露研究的结果。详细描述出于增加对本专利技术原理的理解的目的,现将参考实施方式并且将使用具体的语言来描述这些原理。然而将理解,并不因此而意于限制本专利技术的范围,而是考虑到了在所公开的方法中的这些变化和进一步的变动,以及在此公开的本专利技术原理的这些进一步的应用是本专利技术相关领域的技术人员通常会想到的。本领域技术人员理解,前文的一般性描述和下文的详细描述是对本专利技术示范性和解释性的描述,不意在限制本专利技术。本说明书中提到的“一个实施方式”、“一实施方式”或类似的语言是指关于该实施方式而描述的特定的特点、结构、或特征包括在本专利技术的至少一个实施方式中。因此,整个说明书中出现的短语“在一个实施方式中”、“在一实施方式中”以及类似的语言可以,但非必须,均指同一个实施方式。本公开内容涉及疏水性自修复环氧树脂组合物。为简单起见,下文中将“疏水性自修复环氧树脂组合物”称为环氧树脂组合物。该环氧树脂组合物含有环氧树脂组分和固化剂组分,其中所述固化剂组分的至少一部分是改性环氧树脂固化剂,该改性环氧树脂固化剂是改性低聚硅氧烷和羧酸酐的反应产物。所述改性低聚硅氧烷是在各分子中具有至少一个氨基基团的氨基改性的低聚硅氧烷。氨基基团可存在于氨基改性的低聚硅氧烷的一个末端、两个末端、或侧链上。氨基改性的低聚硅氧烷可由以下通式代表:其中,X包括单氨基、双氨基或氨基-聚醚。其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11是相同或不同的基团并包括,甲基、苯基和苯基衍生物封端的亚甲基同系物。其中m、n和o可以是0-100。根据一个实施方式,低聚硅氧烷是甲基硅氧烷,其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11是CH3。羧酸酐可包括但不限于六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐、马来酸酐、甲基纳迪克酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐或它们的共晶。固化剂组分在改性环氧树脂固化剂之外还可包含羧酸酐。羧酸酐可包括但不限于六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、邻苯二甲酸酐、马来酸酐、甲基纳迪克酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐或它们的共晶。根据一个方面,改性环氧树脂固化剂以相对于固化剂组分的总重量至少0.1重量%的浓度存在。环氧树脂组分可以是任何改性或非改性的脂环族环氧树脂,包括但不限于六氢邻苯二甲酸酐基二缩水甘油醚、氢化双酚A基二缩水甘油醚和3,4-环氧基环己醇的3,4-环氧环己基甲基羧酸酯。对于需要疏水性的室内应用用途而言,环氧树脂组分可选自芳香族部分,诸如双酚A、双酚F或脂族分子。环氧树脂组合物中固化剂组分和环氧树脂组分的比率在1:1-10:7范围内。根据一个实施方式,环氧树脂组合物进一步包含促进剂。促进剂,也称为催化剂,包括催化环氧树脂组分与固化剂组分反应的那些化合物。促进剂,包括但不限于2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、苄基二甲基胺、甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基-1H-咪唑、苄基三乙基氯化铵、三氯化硼、三氟化硼单乙胺或它们的混合物。促进剂以相对于环氧树脂组合物的总重量0.01-10重量%范围内的浓度存在。根据一个实施方式,促进剂是固化剂组分的一部分。根据一个替代的实施方式,促进剂是分离的组分。根据一个实施方式,环氧树脂组合物可根据预定的应用和目的而进一步含有添加剂。这些添加剂包括增强本文档来自技高网
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一种自修复环氧树脂组合物

【技术保护点】
一种自修复疏水性环氧树脂组合物,包含:环氧树脂组分;和固化剂组分,其包含至少0.1重量%的改性环氧树脂固化剂,所述改性环氧树脂固化剂是氨基改性的低聚硅氧烷和羧酸酐的反应产物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.27 IN 2875/DEL/20131.一种自修复疏水性环氧树脂组合物,包含:
环氧树脂组分;和
固化剂组分,其包含至少0.1重量%的改性环氧树脂固化剂,所述改性环氧
树脂固化剂是氨基改性的低聚硅氧烷和羧酸酐的反应产物。
2.如权利要求1所述的环氧树脂组合物,其中所述氨基改性的低聚硅氧烷由
以下结构代表:
其中X是单氨基、双氨基或氨基-聚醚;
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11是相同或不同的基团并
包括甲基、苯基或取代的苯基封端的亚甲基同系物;并且
m、n和o是0-100的整数。
3.如权利要求1所述的环氧树脂组合物,其中所述氨基改性的低聚硅氧烷由
以下结构代表:
其中X是单氨基、双氨基或氨基-聚醚;
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11是相同或不同的基团并
包括甲基、苯基或取代的苯基封端的亚甲基同系物;并且
m、n和o是0-100的整数。
4.如权利要求1所述的环氧树脂组合物,其中所述氨基改性的低聚硅氧烷由
以下结构代表:
其中X是单氨基、双氨基或氨基-聚醚;
R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10和R11是相同或不同的基团并
包括甲基、苯基或取代的苯基封端的亚甲基同系物;并且
m、n和o是0-100的整数。
5.如权利要求2、3或4所述的环氧树脂组合物,其中R1、R2、R3、R4、R5、
R6、R7、R8、R9、R10和R11是CH3。
6.如权利要求1所述的环氧树脂组合物,其中所述羧酸酐选自六氢邻苯二甲
酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、邻苯
二甲酸酐、马来酸酐、甲基纳迪克酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐和它们的共晶混合物。
7.如权利要求1所述的环氧树脂组合物,其中所述改性环氧树脂固化剂包含
占氨基改性的低聚硅氧烷0.05-50重量%的羧酸酐。
8.如权利要求1所述的环氧树脂组合物,其中所述固化剂组分还包含羧酸酐。
9.如权利要求8所述的环氧树脂组合物,其中所述羧酸酐选自六氢邻苯二甲
酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、邻苯
二甲酸酐、马来酸酐、甲基纳迪克酸酐、十二碳烯基琥珀酸酐和它们的共晶混合物。
10.如权利要求1所述的环氧树脂组合物,其中所述环氧树脂组分包含改性或
非改性的脂环族环氧化合物。
11.如权利要求10所述的环氧树脂组合物,其中所述环氧树脂组分选自六氢邻
苯二甲酸酐基二缩水甘油醚、氢化双酚A基二缩水甘油醚和3,4-环氧基环己醇的
3,4-环氧环己基甲基羧酸酯。
12.如权利要求1所述的环氧树脂组合物,其中所述固化剂组分与环氧树脂组
分的比率在1:1-10:7的范围内。
13.如权利要求1所述的环氧树脂组合物,还包含0.01–10重量%的选自下组
的促进剂:2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚、苄基二甲基胺、甲基咪唑、2-甲基
咪唑、2-乙基-4-甲基-1H-咪唑、苄基三乙基氯化铵、三氯化硼、三氟化硼单乙胺和
它们的混合物。
14.如权利要求1所述的环氧树脂组合物,还包含0.1-...

【专利技术属性】
技术研发人员:P·K·杜贝A·迪克希特P·沃玛
申请(专利权)人:阿迪塔亚博拉化学品泰国有限公司
类型:发明
国别省市:泰国;TH

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