一种核壳结构的环氧树脂，基于该环氧树脂的钢化膜及应用制造技术

本申请涉及一种核壳结构的环氧树脂，其通过乳液聚合方法制备得到，该方法至少包括预乳化、种子乳液聚合、核层聚合和壳层聚合等步骤。本申请还涉及由该环氧树脂制备得到的钢化膜，以及该钢化膜在手机中的应用。将该钢化膜用于手机屏幕的保护具有优异的力学性能，并且所用原材料均无毒无害，是环境友好型试剂，不会对人体造成伤害。

An epoxy resin with core-shell structure, based on the toughened film of the epoxy resin and its application

The application involves a core-shell structure of epoxy resin, which is prepared by emulsion polymerization, which includes at least pre emulsification, seed emulsion polymerization, nuclear layer polymerization and shell polymerization. The application also relates to the toughened film prepared by the epoxy resin, and the application of the toughened film in the mobile phone. The toughened film has excellent mechanical properties for the protection of the mobile phone screen, and the raw materials are non-toxic and harmless. It is an environment-friendly reagent and will not cause harm to the human body.

【技术实现步骤摘要】
一种核壳结构的环氧树脂，基于该环氧树脂的钢化膜及应用
本申请涉及高分子材料领域。具体讲，涉及一种核壳结构的环氧树脂，基于该环氧树脂的钢化膜，以及该钢化膜在手机中的应用。背景枝术目前对于手机屏幕，钢化膜的使用越来越普遍。因为作为与屏幕完全贴合的保护层，钢化膜不仅完全透明，不影响手机正常使用，而且抗冲性能较常见的PET膜高。但是，钢化膜的强度不高，当屏幕受到外力的撞击时，贴膜本身会像玻璃一样地碎裂，使用寿命短。如果通过把钢化膜加厚的方式来增加其强度，增加的厚度又会降低其透光性。因此，需要设计出一种超薄、超强型的钢化膜，其具有透明超薄、使用寿命长，抗冲击强度、拉伸强度、硬度等力学性能优异的优点。将该钢化膜用于手机屏幕作为贴膜时，当屏幕受到大力撞击时，钢化膜在保护手机屏幕不碎裂的同时自身不会发生任何变化。鉴于此，特提出本申请。
技术实现思路
本申请的首要专利技术目的在于提出一种核壳结构的环氧树脂。本申请的第二专利技术目的在于提出基于该环氧树脂的钢化膜。本申请的第三专利技术目的在于提出该钢化膜在手机中的应用。为了完成本申请的目的，采用的技术方案为：本申请涉及一种核壳结构的环氧树脂，其通过乳液聚合方法制备得到，所述方法至少包括以下步骤：(1)预乳化：将试剂A与试剂B混合后搅拌，得到预乳化剂。其中，所述试剂A包括双酚A、环氧氯丙烷和乙二醇，所述双酚A、环氧氯丙烷和乙二醇的质量比为(20-30):(160-180):(3-5)。所述试剂B包括水、非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、氧化剂、空间位阻型乳化剂和缓冲剂，所述非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、氧化剂、空间位阻型乳化剂和缓冲剂的质量比为(2-3):(2-3):(0.5-1):(1-1.5):(0.5-0.8)。所述试剂A与试剂B中反应物的质量比为(10-20):1。优选地，在所述试剂B中、所述非离子型表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚，所述阴离子型表面活性剂为十二烷基磺酸钠，所述氧化剂为硫代硫酸钠，所述空间位阻型乳化剂为聚乙二醇，所述缓冲剂为碳酸氢钠。优选地，步骤(1)的反应温度为20℃-25℃，搅拌转速为300rpm-500rpm，反应时间为20-30分钟。优选地，步骤(1)的预乳化条件为：机械搅拌转速控制在300rpm，将所述试剂A与所述试剂B混合后，以200rpm-300rpm的搅拌转速搅拌15-25分钟，然后将搅拌转速升高至300rpm-500rpm，搅拌5-10分钟，得到预乳化剂。(2)种子乳液聚合：将非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、水，以及第一部分预乳化剂混合进行聚合反应，得到种子乳液。优选地，步骤(2)中，所述非离子型表面活性剂与所述阴离子型表面活性剂的质量比为(0.4-0.5):(0.6-0.8)。优选地，步骤(2)中，所述非离子型表面活性剂与所述阴离子型表面活性剂的质量和，与第一部分预乳化剂中反应物的质量比为1:(30-50)。优选地，步骤(2)的反应温度为70℃-80℃，搅拌转速为150rpm-250rpm，反应时间为1-2小时。(3)核层聚合：将第二部分预乳化剂与试剂C加入到步骤(2)得到的种子乳液中进行聚合反应，得到含有核层的反应液；所述试剂C包括缓冲剂、还原剂和水，所述缓冲剂、还原剂和水的质量比为(1-2):(0.4-0.6):(25-30)。所述试剂C中固体物质与所述第二部分预乳化剂中反应物的质量比为1:(20-40)。优选地，步骤(3)中，所述缓冲剂为碳酸氢钠，所述还原剂为亚硫酸钠。优选地，步骤(3)的反应温度为70℃-80℃，搅拌转速为150rpm-250rpm，反应时间为2.5-3.5小时。优选地，步骤(3)的聚合条件为：在反应时间内，将第二部分预乳化剂以1-5秒/滴的速度，同时将所述试剂C以5-10秒/滴的速度滴入所述种子乳液中进行聚合反应。优选地，所述第一部分预乳化剂与所述第二部分预乳化剂的质量比为1:(3-5)。(4)壳层聚合：将试剂D与试剂E加入到步骤(3)得到的含有核层的反应液中，进行聚合反应，得到含有壳层和核层的反应液；其中，所述试剂D包括双酚A和环氧氯丙烷，两者的质量比为(160-180):(20-30)；所述试剂E包括氧化剂、缓冲剂和水，所述氧化剂、缓冲剂和水的质量比为(0.5-0.8):(4-8):(20-25)。所述试剂D中反应物与所述试剂E中固体物质的质量比为(10-30):1。优选地，步骤(4)中，所述氧化剂为硫代硫酸钠，所述缓冲剂为碳酸氢钠。优选地，步骤(4)的反应温度为70℃-80℃，搅拌转速为150rpm-250rpm，反应时间为2-3小时。优选地，步骤(4)的聚合条件为：在反应时间内，将所述试剂D以1-5秒/滴的速度，所述试剂E以10-15秒/滴的速度滴入含有核层的反应液中进行聚合反应。(5)冷却破乳：将步骤(4)得到的含有壳层和核层的反应液冷却至室温，用离心破乳法进行破乳，烘干后得到核壳结构的环氧树脂。本申请还涉及基于该环氧树脂的钢化膜，所述钢化膜通过挤出成型工艺制备得到。优选地，所述钢化膜的厚度为1mm-4mm。优选地，所述钢化膜的拉伸强度为280MP-300MPa，抗冲强度为18KJ/m2-25KJ/m2，硬度为95D-110D，透光率为96％-98％。本申请还涉及所述钢化膜在手机中的应用。本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：本申请提供了一种核壳结构的环氧树脂，壳层与核层通过单体间的接枝聚合反应，相互贯穿形成网状结构。在核层中环氧氯丙烷作为聚合主体，其作为支撑骨架可以有效提高核壳结构的环氧树脂的刚度；在壳层中双酚A作为聚合主体，其作为表面包覆层可以有效提高核壳结构的环氧树脂的柔性。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。本实施例涉及一种核壳结构的环氧树脂，其通过乳液聚合方法制备得到，该方法至少包括以下步骤：(1)预乳化：将试剂A与试剂B混合后搅拌，得到预乳化剂。其中，试剂A包括双酚A、环氧氯丙烷和乙二醇，上述物质均为聚合单体。双酚A、环氧氯丙烷和乙二醇的质量比为(20-30):(160-180):(3-5)。试剂B包括水、非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、氧化剂、空间位阻型乳化剂和缓冲剂，非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、氧化剂、空间位阻型乳化剂和缓冲剂的质量比为(2-3):(2-3):(0.5-1):(1-1.5):(0.5-0.8)。试剂A与试剂B中反应物的质量比为(10-20):1。乳液聚合生产工艺主要包括间歇式乳液聚合、半连续乳液聚合和连续乳液聚合。在进行连续或半连续乳液聚合时，大多采用单体的预乳化工艺。这是因为在乳液聚合体系，尤其是多元乳液共聚体系中，采用单纯的热引发和单体滴加法，乳液颗粒的形成和聚合深度不同步，对于乳液的粒度分布、残余单体的消除和体系的稳定性较难控制。实践证明，在聚合前使用预乳化工艺，对于反应过程及聚合产物的性能和稳定性都有积极作用。作为预乳化步骤的一种改进，在试剂B中、非离子型表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚，阴离子型表面活性剂为十二烷基磺酸钠，氧化剂为硫代硫酸钠，空间位阻型乳化剂为聚乙二醇，缓冲剂为碳酸氢钠。作为预乳化步骤的一种改进，步骤(1)的反应温度为20℃-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核壳结构的环氧树脂，其通过乳液聚合方法制备得到，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：(1)预乳化：将试剂A与试剂B混合后搅拌，得到预乳化剂；其中，所述试剂A包括双酚A、环氧氯丙烷和乙二醇；所述试剂B包括水、非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、氧化剂、空间位阻型乳化剂和缓冲剂；(2)种子乳液聚合：将非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、水，以及第一部分预乳化剂混合进行聚合反应，得到种子乳液；(3)核层聚合：将第二部分预乳化剂与试剂C加入到步骤(2)得到的种子乳液中进行聚合反应，得到含有核层的反应液；所述试剂C包括缓冲剂、还原剂和水；(4)壳层聚合：将试剂D与试剂E加入到步骤(3)得到的含有核层的反应液中，进行聚合反应，得到所述核壳结构的环氧树脂；其中，所述试剂D包括双酚A和环氧氯丙烷；所述试剂E包括氧化剂、缓冲剂和水；所述第一部分预乳化剂与所述第二部分预乳化剂的质量比为1:(3‑5)；所述非离子型表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚，所述阴离子型表面活性剂为十二烷基磺酸钠，所述氧化剂为硫代硫酸钠，所述空间位阻型乳化剂为聚乙二醇，所述缓冲剂为碳酸氢钠，所述还原剂为亚硫酸钠。

【技术特征摘要】
1.一种核壳结构的环氧树脂，其通过乳液聚合方法制备得到，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：(1)预乳化：将试剂A与试剂B混合后搅拌，得到预乳化剂；其中，所述试剂A包括双酚A、环氧氯丙烷和乙二醇；所述试剂B包括水、非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、氧化剂、空间位阻型乳化剂和缓冲剂；(2)种子乳液聚合：将非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、水，以及第一部分预乳化剂混合进行聚合反应，得到种子乳液；(3)核层聚合：将第二部分预乳化剂与试剂C加入到步骤(2)得到的种子乳液中进行聚合反应，得到含有核层的反应液；所述试剂C包括缓冲剂、还原剂和水；(4)壳层聚合：将试剂D与试剂E加入到步骤(3)得到的含有核层的反应液中，进行聚合反应，得到所述核壳结构的环氧树脂；其中，所述试剂D包括双酚A和环氧氯丙烷；所述试剂E包括氧化剂、缓冲剂和水；所述第一部分预乳化剂与所述第二部分预乳化剂的质量比为1:(3-5)；所述非离子型表面活性剂为月桂醇聚氧乙烯醚，所述阴离子型表面活性剂为十二烷基磺酸钠，所述氧化剂为硫代硫酸钠，所述空间位阻型乳化剂为聚乙二醇，所述缓冲剂为碳酸氢钠，所述还原剂为亚硫酸钠。2.根据权利要求1所述的核壳结构的环氧树脂，其特征在于，所述试剂A中，所述双酚A、环氧氯丙烷和乙二醇的质量比为(20-30):(160-180):(3-5)；所述试剂B中，所述非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、氧化剂、空间位阻型乳化剂和缓冲剂的质量比为(2-3):(2-3):(0.5-1):(1-1.5):(0.5-0.8)；所述试剂A与试剂B中反应物的质量比为(10-20):1。3.根据权利要求1所述的核壳结构的环氧树脂，其特征在于，步骤(1)的反应温度为20℃-25℃，搅拌转速为300rpm-500rpm，反应时间为20-30分钟；优选步骤(1)的预乳化条件为：机械搅拌转速控制在300rpm，将所述试剂A与所述试剂B混合后，以200rpm-300rpm的搅拌转速搅拌15-25分钟，然后将搅拌转速升高至300rpm-50...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐立，
申请(专利权)人：深圳天珑无线科技有限公司，深圳市天珑移动技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44