一种大型发电风机玻璃钢机舱罩用环氧树脂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大型发电风机玻璃钢机舱罩用环氧树脂，包括如下重量份的原材料：多级苯酚单体65‑67份、2‑氰基乙酰氯47.6‑49.1份、固体氢氧化钠5.2‑5.8份、无水氯化铝35.1‑36.2份、环氧氯丙烷29.3‑31.8份、浓度为50%的氢氧化钠溶液13.2‑14.1份、二甲基亚砜适量。本发明专利技术制备的多级苯酚单体以苯环为中心基体，在苯环周侧通过‑C=N‑双键共轭连接三个苯酚环，三个苯酚环均能够与中心苯环形成共轭体系，并且中心苯环周侧的三个苯酚环上均引入氰基，并且三个苯酚环在聚合过程中向周侧聚合，形成超支化结构，能够提高聚合物的强度，使得聚合物的强度达到41.2MPa，并且聚合物的热稳定性也增强。

A kind of epoxy resin for FRP cabin cover of large power generating fan and its preparation method

The invention discloses an epoxy resin for FRP cabin cover of large power generating fan, which comprises the following raw materials: 65 67 parts of multistage phenol monomer, 47.6 49.1 parts of 2 cyanoacetyl chloride, 5.2 5.8 parts of solid sodium hydroxide, 35.1 36.2 parts of anhydrous aluminium chloride, 29.3 31.8 parts of epichlorohydrin, 13.2 14.1 parts of sodium hydroxide solution with 50% concentration, and appropriate amount of dimethyl sulfoxide. \u3002 The multistage phenol monomer prepared by the invention is based on benzene ring as the central matrix, and three phenol rings are conjugated with the central benzene ring by C=N_double bond around the benzene ring. The three phenol rings can form a conjugate system with the central benzene ring. Cyanogen groups are introduced into the three phenol rings around the central benzene ring, and the three phenol rings are polymerized to the periphery during the polymerization process to form a hyperbranched structure, which can improve the polymerization. The strength of the polymer is 41.2 MPa, and the thermal stability of the polymer is enhanced.

【技术实现步骤摘要】
一种大型发电风机玻璃钢机舱罩用环氧树脂及其制备方法
本专利技术属于环氧树脂制备领域，涉及一种大型发电风机玻璃钢机舱罩用环氧树脂及其制备方法。
技术介绍
真空导入工艺是在模具上铺设增强材料，然后铺真空袋，并抽真空，使得模具腔内形成负压，然后在负压的作用下将树脂压入真空腔中，利用树脂浸润增强材料充满整个模具，制品固化后揭去真空袋，从模具上得到制品。在制备过程中树脂与增强材料之间的浸润能力影响制品的品质和孔隙率，当树脂不能完全浸润增强材料时造成孔隙率过大，进而使得制备的制品强度降低，同时发电风机发电过程中温度升高，其机舱罩的热稳定性至关重要，热稳定性是由树脂的性质和增强材料的性质决定，现有的树脂常使用环氧树脂，环氧树脂本身的流动性和与增强材料之间的浸润能力虽然很强，但是其本身的热稳定性较低，在高温下老化一段时间后强度降低，影响机舱罩的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大型发电风机玻璃钢机舱罩用环氧树脂及其制备方法，制备的多级苯酚单体以苯环为中心基体，在苯环周侧通过-C=N-双键共轭连接三个苯酚环，三个苯酚环均能够与中心苯环形成共轭体系，并且中心苯环周侧的三个苯酚环上均引入氰基，并且三个苯酚环在聚合过程中向周侧聚合，形成超支化结构，能够提高聚合物的强度，使得聚合物的强度达到41.2MPa，并且聚合物的热稳定性也增强，在200℃的高温下分别老化500h和1000h后聚合物的剪切强度没有太大变化，制备的环氧树脂聚合物的热稳定性很强，解决了现有技术中使用的环氧树脂本身的热稳定性较低，在高温下老化一段时间后强度降低，影响机舱罩的性能的问题。本专利技术制备的环氧树脂以苯环为基体中心，在苯环周侧均布三个苯酚环，在聚合过程中三个苯酚环同时向周侧进行聚合反应，形成大量的支链，形成超支化聚合物，进而提高了制备的环氧树脂与增强材料之间的相容性，使得真空导入后环氧树脂能够与增强材料充分混溶，使得制备的机舱罩的孔隙率小于1%，解决了现有树脂在提高与增强材料浸润性的同时其孔隙率较高的问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种大型发电风机玻璃钢机舱罩用环氧树脂，包括如下重量份的原材料：多级苯酚单体65-67份、2-氰基乙酰氯47.6-49.1份、固体氢氧化钠5.2-5.8份、无水氯化铝35.1-36.2份、环氧氯丙烷29.3-31.8份、浓度为50%的氢氧化钠溶液13.2-14.1份、二甲基亚砜适量；其中多级苯酚单体的制备过程如下：步骤1：将4-氨基苯酚、水和氢氧化钠按照一定的比例加入三口烧瓶中，升温至110℃回流搅拌，保持温度不变向三口烧瓶中逐滴加入硫酸二甲酯，恒温搅拌反应3h，然后反应后的得到的溶液用饱和食盐水洗涤后分液，得到上层有机层，然后用无水氯化钙干燥后蒸馏得到4-氨基苯甲醚；其中每克4-氨基苯酚中加入20mL水和0.52-0.55g氢氧化钠；步骤2：将均苯三甲醛加入水中，升温至80℃后向反应容器中加入步骤1中制备的4-氨基苯甲醚，恒温搅拌反应6h，将得到的产物进行过滤洗涤干燥，得到多级苯甲醚；由于4-氨基苯甲醚中含有伯胺基，同时均苯三甲醛中含有醛基，通过醛基与氨基缩合得到亚胺基；其中每克均苯三甲醛中加入4-氨基苯甲醚2.28-2.29g；步骤3：将步骤2中制备的多级苯甲醚加入二甲基亚砜中，升温至130℃回流，然后向反应容器中加入氢碘酸，恒温回流反应10h，然后将得到的产物经过饱和氯化钠洗涤后进行减压蒸馏，得到多级苯酚单体；反应结构式如图1所示，得到的多级苯酚单体中以苯环为中心，周侧连接三个苯酚，同时亚氨基团为-C=N-双键结构，能够与相邻的两个苯环同时产生共轭，形成大的共轭体系，进而能够提高单体的热稳定性和强度，同时由于单个苯酚基团均布在同一侧苯环的周侧，在后续聚合反应时分布较为分散，进而使得制备的聚合物超支化能力增强；每克多级苯甲醚中加入氢碘酸0.31-0.34g；一种大型发电风机玻璃钢机舱罩用环氧树脂的制备过程如下：第一步，将制备的多级苯酚单体加入二甲基亚砜中，混合均匀后向其中加入氢氧化钠，然后再加入2-氰基乙酰氯，搅拌反应5-6h，将得到的产物经过饱和氯化钠洗涤后分液，将得到的有机层进行减压蒸馏得到产物A，反应结构式如图2所示；第二步，将第一步中制备的产物A加入二甲基亚砜中，同时向其中加入无水氯化铝，升温至165℃回流反应24h，降温至室温后将反应产物倒入pH=1的稀盐酸溶液中，待固体析出后进行过滤，然后用乙醇洗涤干燥，得到产物B；由于产物B是在三个苯环上通过-C=N-双键连接三个苯酚环，通过双键的作用，使得中心苯环和苯酚环之间形成共轭体系，每个苯酚环均能够与中心苯环形成共轭体系，进而使得电子活性范围扩大，使得化合物的热稳定性增强，强度提高；第三步，将第二步中制备的产物B加入二甲基亚砜中，同时向其中加入环氧氯丙烷中，升温至80℃后向反应容器中加入浓度为50%的氢氧化钠溶液，恒温回流搅拌反应10h，然后减压蒸馏除去溶剂，并将得到的产物加入丙酮中搅拌混合后重结晶，得到超支化共轭环氧树脂；由于产物B本身具有较高的热稳定性和强度，同时由于每个产物B单体上均引入三个氰基，氰基为强吸电子基团，引入分子结构中后，通过提高分子链旋转能量壁垒，使得聚合物的结构刚性增强，运动能力受限，使得进而提高玻璃转换温度，进而能够进一步提高提高环氧树脂的耐热性能，同时在聚合反应过程中单个苯酚环上的酚羟基均能够与环氧氯丙烷聚合，单个苯环分布的方向不同，聚合方向链向周侧扩散形成超支化结构，进而能够提高环氧树脂的溶解性能和流动性，使得制备的环氧树脂在制备玻璃钢机舱罩时能够与碳纳米管等增强材料充分混合均匀，实现材料性能的稳定，并且由于环氧树脂具有较高的热稳定性能和较高的机械强度，使得制备的玻璃钢机舱罩具有耐高温性能和高机械强度。本专利技术的有益效果：本专利技术制备的多级苯酚单体以苯环为中心基体，在苯环周侧通过-C=N-双键共轭连接三个苯酚环，三个苯酚环均能够与中心苯环形成共轭体系，并且中心苯环周侧的三个苯酚环上均引入氰基，并且三个苯酚环在聚合过程中向周侧聚合，形成超支化结构，能够提高聚合物的强度，使得聚合物的强度达到41.2MPa，并且聚合物的热稳定性也增强，在200℃的高温下分别老化500h和1000h后聚合物的剪切强度没有太大变化，制备的环氧树脂聚合物的热稳定性很强，解决了现有技术中使用的环氧树脂本身的热稳定性较低，在高温下老化一段时间后强度降低，影响机舱罩的性能的问题。本专利技术制备的环氧树脂以苯环为基体中心，在苯环周侧均布三个苯酚环，在聚合过程中三个苯酚环同时向周侧进行聚合反应，形成大量的支链，形成超支化聚合物，进而提高了制备的环氧树脂与增强材料之间的相容性，使得真空导入后环氧树脂能够与增强材料充分混溶，使得制备的机舱罩的孔隙率小于1%，解决了现有树脂在提高与增强材料浸润性的同时其孔隙率较高的问题。附图说明为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。图1为本专利技术多级苯酚单体反应结构式；图2为本专利技术产物A反应结构式；图3为本专利技术产物B反应结构式；图4为本专利技术环氧树脂反应结构式。具体实施方式请参阅图1-4，结合如下实施例进行详细说明；实施例1：多级苯酚单体的制备过程如下：步骤1：将1kg4-氨基苯酚、20L水和0.52kg氢氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大型发电风机玻璃钢机舱罩用环氧树脂，其特征在于，包括如下重量份的原材料：多级苯酚单体65‑67份、2‑氰基乙酰氯47.6‑49.1份、固体氢氧化钠5.2‑5.8份、无水氯化铝35.1‑36.2份、环氧氯丙烷29.3‑31.8份、浓度为50%的氢氧化钠溶液13.2‑14.1份、二甲基亚砜适量；其中多级苯酚单体的制备过程如下：步骤1：将4‑氨基苯酚、水和氢氧化钠按照一定的比例加入三口烧瓶中，升温至110℃回流搅拌，保持温度不变向三口烧瓶中逐滴加入硫酸二甲酯，恒温搅拌反应3h，然后反应后的得到的溶液用饱和食盐水洗涤后分液，得到上层有机层，然后用无水氯化钙干燥后蒸馏得到4‑氨基苯甲醚；步骤2：将均苯三甲醛加入水中，升温至80℃后向反应容器中加入步骤1中制备的4‑氨基苯甲醚，恒温搅拌反应6h，将得到的产物进行过滤洗涤干燥，得到多级苯甲醚；步骤3：将步骤2中制备的多级苯甲醚加入二甲基亚砜中，升温至130℃回流，然后向反应容器中加入氢碘酸，恒温回流反应10h，然后将得到的产物经过饱和氯化钠洗涤后进行减压蒸馏，得到多级苯酚单体。

【技术特征摘要】
1.一种大型发电风机玻璃钢机舱罩用环氧树脂，其特征在于，包括如下重量份的原材料：多级苯酚单体65-67份、2-氰基乙酰氯47.6-49.1份、固体氢氧化钠5.2-5.8份、无水氯化铝35.1-36.2份、环氧氯丙烷29.3-31.8份、浓度为50%的氢氧化钠溶液13.2-14.1份、二甲基亚砜适量；其中多级苯酚单体的制备过程如下：步骤1：将4-氨基苯酚、水和氢氧化钠按照一定的比例加入三口烧瓶中，升温至110℃回流搅拌，保持温度不变向三口烧瓶中逐滴加入硫酸二甲酯，恒温搅拌反应3h，然后反应后的得到的溶液用饱和食盐水洗涤后分液，得到上层有机层，然后用无水氯化钙干燥后蒸馏得到4-氨基苯甲醚；步骤2：将均苯三甲醛加入水中，升温至80℃后向反应容器中加入步骤1中制备的4-氨基苯甲醚，恒温搅拌反应6h，将得到的产物进行过滤洗涤干燥，得到多级苯甲醚；步骤3：将步骤2中制备的多级苯甲醚加入二甲基亚砜中，升温至130℃回流，然后向反应容器中加入氢碘酸，恒温回流反应10h，然后将得到的产物经过饱和氯化钠洗涤后进...

【专利技术属性】
技术研发人员：白福岗，白福东，
申请(专利权)人：江苏华纳环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32