一种环氧树脂增韧剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种环氧树脂增韧剂及其制备方法，所述环氧树脂增韧剂的结构式如通式(I)所示。本发明专利技术提供的环氧树脂增韧剂是一种低分子量线型结构，分子中含有氨基，可与环氧基团反应，具有活性，并且分子两端保留氨基基团，其与环氧基团反应活性更高；另外分子中的醚键可提供良好的柔韧性和冲击强度。本发明专利技术的环氧树脂增韧剂作用于环氧树脂后，可以得到拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和冲击韧性均优良的环氧树脂固化物，从而扩大应用范围。而且，本发明专利技术环氧树脂增韧剂的制备方法简单，对环境污染小，适宜规模化生产。适宜规模化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种环氧树脂增韧剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及环氧树脂
，尤其涉及一种环氧树脂增韧剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]环氧树脂广泛地用于塑料工业、涂料工业以及电气材料、封装材料、胶粘剂等的制造。它具有良好的综合性能，并且随品种和所用固化剂的不同，其固化温度和固化产物在很大的范围内可调。但其最大的弱点是韧性较差，固化物性能较脆，耐冲击性能较差，容易开裂。
[0003]目前，主要从环氧树脂改性、添加增韧剂、环氧固化剂改性，这三个方面来实现增韧效果。其中，用橡胶弹性体增韧环氧树脂虽增韧效果明显，但会降低体系的耐热性和模量；用热塑性树脂增韧环氧树脂虽不降低材料模量和耐热性，但其用量较大，溶解性和流动性较差；添加惰性增韧剂的方式可提升环氧树脂的韧性，但是以牺牲材料强度、模量为代价的，影响环氧树脂固化物的综合物理力学性能；对常规环氧固化剂进行改性，引入含有柔性链段的大分子，可提高环氧树脂固化物的冲击韧性，但随着柔性链段大分子的引入，降低了交联密度，在提升韧性的同时降低了其他力学强度。
[0004]例如，CN102516717A公开了一种热塑性弹性体增韧环氧树脂、制备及应用，按配方比例将热塑性弹性体、相容剂和助剂热熔混匀后再与环氧树脂混匀制成A料，施工时将A料与含有相容剂的固化剂B料混匀固化。但是热塑性弹性体的极性较弱，其与极性较强的环氧树脂相容性不好，由于热塑性弹性体粘度较大，施工时需加入有机溶剂稀释，对环境污染较大。CN111732519A公开了一种植物油基柔性胺固化剂及其制备方法和植物油基韧性环氧树脂，通过对环氧树脂固化剂进行分子结构设计，在分子结构中引入柔性的长链大分子大豆油链段和柔性腰果酚链段，得到增韧改性的植物油基柔性胺固化剂，增加环氧树脂分子的柔性链段，达到增韧目的，改善环氧树脂的柔韧性。但柔性长链大分子的引入，降低了交联密度，在提升韧性的同时降低了其他力学强度，且环氧固化剂粘度较大，不易于常温手动混匀。CN106589354A公开了一种环氧树脂增韧剂及其制备方法以及一种环氧树脂组合物，将芳香族二仲胺、芳香族二酐和聚醚多元醇进行反应，得到既含有柔性长碳链结构又具有刚性苯环骨架的增韧剂。但其反应活性低，增韧效果也不太理想。
[0005]因此，迫切需要找到一种既经济实惠又不影响材料强度的途径来改善环氧树脂固化物脆性大、韧性较差、耐冲击性差的缺陷。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术提供一种环氧树脂增韧剂及其制备方法，实现在不减损环氧树脂固化物刚性力学性能的同时增强其韧性。
[0007]本专利技术提供一种环氧树脂增韧剂，其结构式如通式(I)所示：
[0008][0009]其中，R为
‑
CH2‑
CH2‑
、
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
、
‑
CH2‑
CH2‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
或
‑
CH2‑
CH2‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
。
[0010]本专利技术的环氧树脂增韧剂是一种低分子量线型结构，分子中含有氨基，可与环氧基团反应，具有活性，并且分子两端保留氨基基团，其与环氧基团反应活性更高；另外分子中的醚键可提供良好的柔韧性和冲击强度。
[0011]优选地，所述通式(I)中，R为
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
或
‑
CH2‑
CH2‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
。
[0012]进一步地，使用时，将本专利技术所述环氧树脂增韧剂添加至固化剂B组分中，然后再与环氧树脂混合以得到固化物。
[0013]另一方面，本专利技术还提供上述环氧树脂增韧剂的制备方法。
[0014]本专利技术提供的制备方法包括：在惰性气体保护下以及缚酸剂存在下，将二元胺与β,β
’‑
二氯二乙醚混合反应。
[0015]进一步地，所述二元胺、β,β
’‑
二氯二乙醚、缚酸剂的摩尔比为(2.0
‑
2.3):1:(1.0
‑
2.2)，更优选为(2.1
‑
2.2):1:(1.1
‑
2.1)。
[0016]进一步地，所述缚酸剂选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾，使用时以固体形式加入。本专利技术中缚酸剂的作用为中和反应生成的氯化氢，使反应更好地进行。
[0017]进一步地，所述二元胺选自乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺。具体地，根据目标环氧树脂增韧剂的结构式选用合适的二元胺。例如，当R为
‑
CH2‑
CH2‑
时，则二元胺选用乙二胺；当R为
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
时，二元胺选用己二胺；当R为
‑
CH2‑
CH2‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
时，二元胺选用三乙烯四胺。
[0018]进一步地，控制反应温度在80～140℃，反应时间为4～10h。
[0019]在本专利技术一个优选实施方式中，所述环氧树脂增韧剂的制备方法具体包括以下步骤：
[0020](1)在惰性气体保护下，将摩尔比为(2.0
‑
2.3):(1.0
‑
2.2)的二元胺与缚酸剂混合置入反应器中，控制反应温度在80～140℃；
[0021](2)滴加β,β
’‑
二氯二乙醚，其与二元胺的摩尔比为1:(2.0
‑
2.3)，反应4～10h，反应完毕后减压蒸馏除去水和未反应的β,β
’‑
二氯二乙醚，过滤，得到所述环氧树脂增韧剂。
[0022]其中，惰性气体优选为氮气。反应器分别连接有氮气输入装置，冷凝回流装置，尾气输出装置，尾气输出装置将反应器内生成的气体导入吸收液中，吸收液优选为饱和氢氧化钠溶液。
[0023]本专利技术提供的环氧树脂增韧剂是一种低分子量线型结构，分子中含有胺基，可与环氧基团反应，具有活性，并且分子两端保留氨基基团，其与环氧基团反应活性更高；另外分子中的醚键可提供良好的柔韧性和冲击强度。本专利技术的环氧树脂增韧剂作用于环氧树脂后，可以得到拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和冲击韧性均优良的环氧树脂固化物，从而扩大应用范围。而且，本专利技术环氧树脂增韧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环氧树脂增韧剂，其结构式如通式(I)所示：其中，R为
‑
CH2‑
CH2‑
、
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
、
‑
CH2‑
CH2‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
或
‑
CH2‑
CH2‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
。2.根据权利要求1所述的环氧树脂增韧剂，其特征在于，所述通式(I)中，R为
‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
CH2‑
或
‑
CH2‑
CH2‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
NH
‑
CH2‑
CH2‑
。3.根据权利要求1或2所述的环氧树脂增韧剂，其特征在于，所述环氧树脂增韧剂添加至固化剂B组分中使用。4.权利要求1～3任一项所述的环氧树脂增韧剂的制备方法，其特征在于，包括：在惰性气体保护下以及缚酸剂存在下，将二元胺与β,β'
‑
二氯二乙醚...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜昆文，杜昆武，周哲，肖文正，叶楚平，
申请(专利权)人：武汉市科达云石护理材料有限公司，
类型：发明
国别省市：