一种反应性环氧树脂球形颗粒的制备方法及应用技术

一种反应性环氧树脂球形颗粒的制备方法及应用，属于环氧树脂制备技术领域。所述方法为：将环氧树脂、稀释剂、固化剂和亲油性乳化剂均匀混合分散，得分散液1；将电解质溶液恒速滴入分散液1，恒温高速搅拌，获得油包水乳液；恒温下，将去离子水、亲水性乳化剂和固化剂均匀混合分散，得分散液2；将油包水乳液加入分散液2中，高速乳化，获得水包油包水乳液体系；对水包油包水乳液体系进行升温，持续搅拌，进行固化；将固化后的水包油包水乳液体系离心、洗涤、干燥即可。本发明专利技术通过双重乳液法，成功实现了环氧树脂球形颗粒的合成，所得颗粒形状规则，粒径分布较窄，并且最小的50nm颗粒应该是已知研究中最小尺度的聚合物微球。研究中最小尺度的聚合物微球。研究中最小尺度的聚合物微球。

【技术实现步骤摘要】
一种反应性环氧树脂球形颗粒的制备方法及应用


[0001]本专利技术属于环氧树脂制备及应用
，具体涉及一种反应性环氧树脂球形颗粒的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]环氧树脂是最常见的一种热固性树脂，可使用多种固化剂通过固化反应固化。它们的性能取决于所用环氧树脂类型和固化剂的具体组合。由于其优异的机械性能、对许多基材的高粘附性以及良好的耐热性和耐化学性，目前环氧树脂在各领域都得到广泛应用，如纤维增强材料、通用粘合剂、高性能涂料和封装材料等。
[0003]由于在涂层、粘合剂、光子晶体材料、药物输送和各种结构碳制造领域的广泛应用，聚合物微球在化学、凝聚态物理和材料科学领域都受到广泛研究
[1
‑
2]。制备聚合物微球的传统方法包括乳液聚合
[3]、沉淀聚合
[4]、分散聚合
[5]和水悬浮聚合
[6]。
[0004]因此，以环氧树脂作为原料制备的聚合物微球可能会兼具环氧树脂的高强度、强反应活性和聚合物微球的大比表面积等优势。在此领域，研究人员更多聚焦于环氧微球的粒径和形貌控制，而对环氧微球反应性的探究以及纳米尺度环氧微球的制备一直是研究难点。
[0005]由于该专利技术中的反应性环氧树脂球形颗粒呈固体颗粒状，粒径极小，并且粘接性能优异，因此将具备广泛的应用前景，如新型反光涂料和电磁屏蔽材料的研制。
[0006]反光涂料以丙烯酸树脂为基料，与一定比例的定向反光材料混合在溶剂中配制而成，属于一种新型涂料。由于具有较好的反光效果，在交通道路标志、交通工具反光标识、特殊作业服装等领域广泛应用。其明亮的反光效果可以有效增强人的识别能力，提高夜间可见性，在保证安全等领域起到了重大作用。
[0007]反光涂料多以高折射率玻璃微珠为核心，采用光学折射与反射原理制成。入射光在一定范围内入射，反射光基本沿入射光的反方向返回，且当入射光的方向在较大范围变化时，仍能保持此特性。如反光型路标涂料，一般都含有折射率不低于2.2的高折射玻璃微珠，用来提高光的全反射效果。由于这种玻璃微珠粒径在0.8mm左右，粒径和密度较大，因此，这类水性反光路标涂料经过一定时间的贮存都会产生比较严重的沉淀，对施工带来很多不便。然而，常规液态粘接剂在粘接过程中将会均匀涂覆于玻璃微珠表面，从而影响玻璃微珠的光折射效果。
[0008]随着电子信息技术的迅猛发展，智能电子设备和无线通信系统的功率与密集度呈现爆发式的增长，电磁脉冲扰乱电磁环境，影响电子系统的正常工作、引发电子设备故障、电子部件寿命衰减，甚至影响处于电磁辐射中的人员安全、诱发各种疾病，由此带来了愈发严重的电磁干扰和电磁污染问题。此外，在现代战争中广泛应用的电磁干扰武器能够干扰甚至破坏战车、舰艇、雷达和飞行器中的电子部件，严重威胁国防安全。因此，电磁屏蔽材料对于国防和民用领域均具有重要意义。
[0009]随着各应用领域对电磁屏蔽材料性能的要求不断提高，屏蔽机制较为单一的传统
电磁屏蔽材料愈发难以满足其对电磁屏蔽材料轻质、高效、高强度以及高耐氧化性等综合性能的需求。
[0010]以微米、纳米材料为原料的多孔材料广泛用于航空航天、微电子、新能源、分离膜、激光等国防、军工、高科技及民用领域。该结构多孔材料，如芳纶纸、有机硅气凝胶等，不仅具有重量轻、密度低的特点，而且还具有无可比拟的耐腐蚀性、耐热性、阻燃性及尺寸稳定性等，被用作广泛用作隔热、隔声材料。但是这一类多孔材料尽管在整体上强度不高，多孔结构在加工过程中和反复压弹下会出现破裂现象，给生产施工与后续应用带来麻烦，限制了多孔材料的广泛应用。
[0011][1]T.Okamatsu,M.Ochi,Effect on the toughness and adhesion properties of epoxy resin modified with silyl
‑
crosslinked urethane microsphere,Polymer 43(2002)721
–
730.
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–
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‑
co
‑
divinylbenzene)prepared by precipitation polymerization,Colloid Polym.Sci.283(2004)41
–
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[0015][5]D.Hor
á
k,Magnetic polyglycidylmethacrylate microspheres by dispersion polymerization,J.Polym.Sci.,PartA:Polym.Chem.39(2001)3707
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3715.
[0016][6]K.Kim,D.Kim,High
‑
performance liquid chromatography separation characteristics of molecular
‑
imprinted poly(methacrylic acid)microparticles prepared by suspension polymerization,J.Appl.Polym.Sci.96(2005)200
–
212.

技术实现思路

[0017]本专利技术的目的是为了解决现有的环氧微球粒径较大、反应性差、现有反光涂料施工不便及光折射效果差、电磁屏蔽材料综合性能差、多孔材料力学性能差等问题，提供一种反应性环氧树脂球形颗粒的制备方法及应用，该方法使用双重乳液法以及特殊固化工艺获得了粒径范围为50nm
‑
20μm的反应性环氧树脂球形颗粒，并实现了两种创新且有效的应用。
[0018]为实现上述目的，本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反应性环氧树脂球形颗粒的制备方法，其特征在于：所述方法步骤为：步骤一、将环氧树脂、稀释剂、固化剂1和亲油性乳化剂均匀混合分散，得分散液1；步骤二、将电解质溶液恒速滴入分散液1，恒温高速搅拌，获得油包水乳液；步骤三、恒温下，将去离子水、亲水性乳化剂和固化剂2均匀混合分散，得分散液2；步骤四、将油包水乳液加入分散液2中，持续搅拌高速乳化，获得水包油包水乳液体系；步骤五、对水包油包水乳液体系进行升温，持续搅拌，进行固化；步骤六、将固化后的水包油包水乳液体系离心、洗涤、干燥，得到反应性环氧树脂球形颗粒。2.根据权利要求1所述的一种反应性环氧树脂球形颗粒的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂，缩水甘油酯类环氧树脂，脂环族环氧树脂中的至少一种；所述双酚A型环氧树脂为E55，E51和E44中的至少一种；所述缩水甘油酯类环氧树脂为711#，TDE
‑
85#和731#中的至少一种；所述脂环族环氧树脂为W
‑
95#，6221#和6206#中的至少一种；所述稀释剂为乙二醇二缩水甘油醚，苯基缩水甘油醚，聚丙二醇二缩水甘油醚，丁基缩水甘油醚中的至少一种；所述固化剂1为顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、间苯二胺，3，3
’‑
二乙基
‑
4，4
’‑
二氨基二苯甲烷和4，4
’‑
二氨基二苯甲烷中的一种或混合物；所述亲油性乳化剂为司盘20、司盘40、司盘60和司盘80中的至少一种；所述环氧树脂与稀释剂的质量比为3
‑
6：1；所述环氧树脂与固化剂1的质量比为10：2
‑
3；所述环氧树脂与亲油性乳化剂的质量比为5：2
‑
5；步骤二中，环氧树脂与电解质溶液的质量比为5：2
‑
5。3.根据权利要求1所述的一种反应性环氧树脂球形颗粒的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述电解质溶液为0.1mol/L的氯化钠溶液，0.1mol/L的氯化钾溶液，pH＝10的NH3·
H2O
‑
NH4Cl缓冲液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液中的至少一种；恒定反应温度为40
‑
60℃，时间为10
‑
15min，搅拌速度2500
‑
3000rpm。4.根据权利要求1或2所述的一种反应性环氧树脂球形颗粒的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述亲水性乳化剂为非离子型乳化剂和阴离子型乳化剂中的一种或者混合物；所述非离子型乳化剂为聚氧乙烯醚、OP
‑
10和聚乙烯醇中的至少一种；所述阴离子型乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、磷酸盐中的至少一种；所述固化剂2为乙二胺、二乙烯三胺...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎俊，朱平委，刘丽，黄玉东，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：