一种聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法技术

本发明专利技术涉及化工领域，具体关于一种聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法；本方法提供了一种利用二茂铁改性基多异氰酸酯和聚丙二醇合成哌嗪改性聚氨酯预聚体，然后由哌嗪改性聚氨酯预聚体与环氧树脂进行接枝反应，制备增韧环氧树脂；本发明专利技术制得的哌嗪改性聚氨酯预聚体能明显提高环氧树脂的韧性和强度，改性后的环氧树脂的断裂伸长率达到最大值为84.70％，拉伸强度为27.1 MPa，分别是改性前的30.47倍和3.04倍；改性前环氧树脂为脆性断裂，聚氨酯改性后的环氧树脂断裂时银纹明显增多，为韧性断裂。为韧性断裂。

A preparation method of polyurethane toughened epoxy resin

【技术实现步骤摘要】
一种聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法


[0001]本专利技术涉及化工领域，尤其是一种聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法。

技术介绍

[0002]环氧树脂是一种典型的交联的热固性聚合物材料，它具有多种优异性能，例如良好的机械性能、极佳的稳定性、较强的粘接能力及较低的收缩率，被广泛用于涂料、胶黏剂、土建材料等相关领域，在热固性树脂中具有重要地位。但环氧树脂固化后质脆、抗冲击性能差，限制了其广阔的发展。
[0003]CN202110118129.2：本专利技术涉及一种具有高机械强度的专用环氧树脂的制备方法，包括环氧树脂主剂的制备、含有二氧化钛以及纳米二氧化硅碳纳米管的制备、配增强增韧液的制备、固化剂的制备以及环氧树脂的制备。通过本专利技术方法制备的具有良好机械性能的专用环氧树脂不仅具有防腐蚀和具有较高的弯曲强度，平均弯曲强度等于或大于160MPa，弯曲强度提高了28％，并且其Tg温度达160℃
‑
180℃。
[0004]CN202011170041.7：本专利技术公布了一种新型的腰果酚改性的环氧树脂的制备方法，属于环氧树脂的制备
，具体的制备方法为：将腰果酚和偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈的混合物投入到反应器中，升温进行反应，然后加入硫酸二乙酯
‑
磷酸体系(DES
‑
H3PO4)或硫酸二乙酯
‑
硫酸体系(DES
‑
H2SO4)再升温进行反应，得到中间产物的腰果酚低聚体，待中间产物的温度降至室温后，加入环氧氯丙烷、四乙基溴化铵混合均匀，升温反应，缓慢滴加48％NaOH溶液，减压蒸馏，过滤得到最终产物。通过本专利技术制备得到的新型的环氧树脂韧性较好、粘度低和耐化学性耐热性好，性能优于一般的环氧树脂产品，本专利技术利用腰果酚这一可再生的资源，绿色、环保，低成本、多用途。
[0005]CN201710506136.3：本专利技术属于高分子材料领域，具体涉及一种四溴双酚A型环氧树脂的制备方法。本专利技术提供的四溴双酚A型环氧树脂的制备方法是以四溴双酚A和环氧氯丙烷为反应原料，在特定比例的异丙醇水溶液中采用三步加碱法进行反应制备四溴双酚A型环氧树脂。本专利技术制备得到的四溴双酚A型环氧树脂具有低色度、透明度高、环氧值适中、四溴双酚A残留量低、可水解氯含量低、无机氯含量低，四溴双酚A型环氧树脂中四溴双酚A双缩水甘油醚含量高的优点。同时，本专利技术制备得到的四溴双酚A型环氧树脂还具有高介电常数和高耐电压值的优点，是一种较为理想的四溴双酚A型环氧树脂。
[0006]以上专利和现有技术基本使用橡胶和热塑性树脂改性环氧树脂：使用橡胶作为共混物改性环氧树脂，可以有效增韧环氧树脂，不过，改性后材料的硬度和耐热性都有明显的下降；而使用热塑性树脂等材料改性环氧树脂时，其增韧效果和耐热性都十分出色，可是，由于热塑性树脂分子量很高，具有较大粘度，在其加入环氧树脂后，对环氧树脂的加工工艺以及粘接能力都有较大影响。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法。
[0008]一种聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其操作步骤为：
[0009]S1：按照质量份数，在氮气保护下，将16
‑
22份的环氧树脂，28
‑
34份哌嗪改性聚氨酯预聚体加入到反应釜中，升温到70
‑
90℃，搅拌，再加入0.05
‑
0.1份催化剂，反应1
‑
3h，真空脱气0.2
‑
1h；
[0010]S2：将反应后的混合物降温到60
‑
90℃，然后加入6
‑
9份固化剂，固化，得到增韧环氧树脂。
[0011]所述的环氧树脂使用前在100
‑
120℃下真空除水2
‑
4h。
[0012]所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡。
[0013]所述的固化剂为酚醛胺环氧固化剂。
[0014]所述的一种哌嗪改性聚氨酯预聚体的制备方法为：
[0015]按照质量份数，将10
‑
20份的聚醚多元醇加入到反应釜中，升温到40
‑
60℃，搅拌5
‑
10min后氮气保护，然后加入20
‑
40份的哌嗪改性多异氰酸酯和0.02
‑
0.06份的催化剂，升温到65
‑
80℃，搅拌反应120
‑
180min，然后降温到25
‑
35℃，加入60
‑
100份的有机溶剂，搅拌混合均匀后控温到60
‑
80℃，然后加入0.1
‑
3份的3
‑
吡啶硼酸新戊二醇，继续搅拌反应30
‑
60min，完成后将反应物倒入模具中平铺成膜，即可得到哌嗪改性聚氨酯预聚体。
[0016]所述的哌嗪改性多异氰酸酯的制备方法为：
[0017]S1：在密闭反应釜中加入10
‑
20份二异氰酸酯和20
‑
40份的丙烯酸羟乙酯，升温40
‑
60℃反应2
‑
4h，然后50
‑
60℃旋蒸1
‑
3h后得到中间体；
[0018]S2：在密闭高压反应釜中加入40
‑
60份正丁酮，加入10
‑
20份中间体，1.5
‑
3.5份的N
‑
胺乙基哌嗪，3
‑
6份三乙胺，升温搅拌至50
‑
60℃，反应2
‑
4h，80
‑
100℃蒸去正丁酮，后得哌嗪改性多异氰酸酯。
[0019]所述的聚醚多元醇为聚丙二醇
‑
400或聚丙二醇
‑
1000或聚丙二醇
‑
2000或聚丙二醇
‑
4000。
[0020]所述的催化剂为月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡或油酸亚锡。
[0021]所述的有机溶剂为N,N
‑
二甲基乙酰胺或N,N
‑
二乙基乙酰胺。
[0022]所述的搅拌转速为600
‑
900r/min。
[0023]反应机理：
[0024]二异氰酸酯和20
‑
40份的丙烯酸羟乙酯生成丙烯酸基异氰酸酯，
[0025]与N
‑
胺乙基哌嗪进行进行加成反应，得哌嗪改性多异氰酸酯
[0026]技术效果：
[0027]本专利技术的一种聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，本方法提供了一种利用二茂铁改性基多异氰酸酯和聚丙二醇合成哌嗪改性聚氨酯预聚体，然后由哌嗪改性聚氨酯预聚体与环氧树脂进行接枝反应，制备增韧环氧树脂；本专利技术制得的哌嗪改性聚氨酯预聚体能明显提高环氧树脂的韧性和强度，改性后的环氧树本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其操作步骤为：S1：按照质量份数，在氮气保护下，将16
‑
22份的环氧树脂，28
‑
34份哌嗪改性聚氨酯预聚体加入到反应釜中，升温到70
‑
90℃，搅拌，再加入0.05
‑
0.1份催化剂，反应1
‑
3h，真空脱气0.2
‑
1h；S2：将反应后的混合物降温到60
‑
90℃，然后加入6
‑
9份固化剂，固化，得到增韧环氧树脂。2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的环氧树脂使用前在100
‑
120℃下真空除水2
‑
4h。3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡。4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的固化剂为酚醛胺环氧固化剂。5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的一种哌嗪改性聚氨酯预聚体的制备方法为：按照质量份数，将10
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20份的聚醚多元醇加入到反应釜中，升温到40
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60℃，搅拌5
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10min后氮气保护，然后加入20
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40份的哌嗪改性多异氰酸酯和0.02
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0.06份的催化剂，升温到65
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80℃，搅拌反应120
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180min，然后降温到25
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35℃，加入60
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100份的有机溶剂，搅拌混合均匀后控温到60
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80℃，然后加入0.1
‑
3份的3
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【专利技术属性】
技术研发人员：范晓庆，杨辉辉，杨爽，邹腊年，
申请(专利权)人：台州市黄岩中规新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：