本发明专利技术属于环氧树脂改性技术领域，具体涉及一种环氧树脂增韧剂及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的环氧树脂增韧剂用于环氧树脂，可以使环氧树脂产品具有更高的冲击强度、弯曲强度和模量，相容性好，耐热性较好，具有广阔的应用前景。实施例结果表明，本发明专利技术提供的环氧树脂增韧剂的增韧效果优异，能够将环氧树脂的冲击强度提高5～8kJ/m2、弯曲强度提高10～15MPa，弯曲模量提高0.2～0.4GPa。本发明专利技术以聚乙二醇、含苯环有机酸、对氨基酚和环氧氯丙烷为原料，通过四步反应制备得到了端基环氧的嵌段液晶的环氧树脂增韧剂。本发明专利技术提供的环氧树脂增韧剂尤其适用于双酚A型环氧树脂，增韧效果优异。增韧效果优异。增韧效果优异。
【技术实现步骤摘要】
一种环氧树脂增韧剂及其制备方法和应用
[0001]本专利技术属于环氧树脂改性
，具体涉及一种环氧树脂增韧剂及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]环氧树脂是指分子结构中含有两个或两个以上的环氧基的低分子聚合物，可以与固化剂发生交联反应后生成体型结构，体现出较好的粘结性能、力学性能、电绝缘性能以及耐磨耐热性能等优点，因而可以作为胶粘剂、涂料、密封剂、灌封材料以及复合材料用树脂基体等形式，广泛应用在机械、建筑、电子器件、胶粘剂和涂料等领域。
[0003]但是，固化后的环氧树脂也因交联密度大而表现出韧性差、易开裂以及耐疲劳性差等缺陷，限制了其在更多领域的应用。近年来，结构粘结材料、纤维增强材料、层压板和集成电路等高性能材料要求环氧树脂具有更加优异的性能，包括更高的韧性、更低的内应力、更高的耐热性和耐化学性能等。因此，国内外众多学者对环氧树脂的改性进行了大量的研究工作，以拓展其适用范围。
[0004]液晶材料是一种具有一维或二维远程有序结构的物质，其受热熔融或被适当溶剂溶解后失去固态物质的刚性，获得液态物质的流动性，同时分子部分保留特殊的取向，呈现出各向异性。热致液晶材料可以在环氧树脂中形成带取向的液晶域，阻碍应力和裂纹的拓展，以达到增韧的目的，在液晶分子中引入环氧基和柔性链还可以增强其与环氧树脂的相容性，降低内应力等。但是，现有的液晶材料对环氧树脂的韧性提升，仍然不能完全满足对环氧树脂韧性的要求。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提供一种环氧树脂增韧剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的环氧树脂增韧剂可以明显提高环氧树脂的韧性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种环氧树脂增韧剂，结构式如式I所示：
[0008][0009]其中，a＝0或1，b＝0或1，c＝5或14。
[0010]优选的，a、b和c的取值包括：a＝0、b＝0且c＝5，或a＝0、b＝0且c＝14，或a＝0、b＝1且c＝5，或a＝0、b＝1且c＝14，或a＝1、b＝0且c＝5，或a＝1、b＝0且c＝14，或a＝1、b＝1且c＝5，或a＝1、b＝1且c＝14。
[0011]本专利技术还提供了上述方案所述环氧树脂增韧剂的制备方法，包括以下步骤：
[0012](1)将含苯环有机酸、氯化亚砜和DMF混合进行酰氯化反应，得到含苯环酰氯，结构
式如式II所示：
[0013][0014]其中，a＝0或1，b＝0或1；
[0015]所述含苯环有机酸的结构通式如式III所示：
[0016][0017]其中，a＝0或1，b＝0或1；
[0018](2)将所述含苯环酰氯、聚乙二醇和含氮有机物混合进行酯化反应，得到PEG二醛中间体，结构式如式IV所示：
[0019][0020]其中，a＝0或1，b＝0或1，c＝5或14；
[0021](3)将所述PEG二醛中间体、对氨基酚、对甲苯磺酸和乙醇混合进行醛胺缩合反应，得到二酚化合物中间体，结构式如式V所示：
[0022][0023]其中，a＝0或1，b＝0或1，c＝5或14；
[0024](4)将所述二酚化合物中间体、环氧氯丙烷和苄基三甲基氯化铵混合进行环氧化反应，得到具有式I所示结构的环氧树脂增韧剂。
[0025]优选的，所述含苯环有机酸和氯化亚砜的质量比为1～1.2:1.58～2.34；
[0026]所述含苯环酰氯和聚乙二醇的质量比为1.68～1.96:1～3.46；
[0027]所述含苯环酰氯和含氮有机物的质量比为1～1.2:0.51～0.72；
[0028]所述PEG二醛中间体和对氨基酚的质量比为2.12～4.87:1～1.2；
[0029]所述PEG二醛中间体和对甲苯磺酸的质量比为100～120:0.37～0.44；
[0030]所述PEG二醛中间体和乙醇的质量比为1～1.2:10～12；
[0031]所述二酚化合物中间体和环氧氯丙烷的质量比为1～1.2:3.53～6.84；
[0032]所述二酚化合物中间体和苄基三甲基氯化铵的质量比为100～120:0.1～0.12。
[0033]优选的，所述醛胺缩合反应在保护气中进行，所述醛胺缩合反应的温度为50～80℃，保温时间为5～10h。
[0034]优选的，所述环氧化反应的温度为90～120℃，保温时间为8～12h。
[0035]优选的，所述酯化反应的温度为10～30℃，保温时间为3～10h。
[0036]优选的，所述酰氯化反应的温度为50～80℃，保温时间为2～10h。
[0037]优选的，步骤(1)中，所述含苯环有机酸包括对甲酰苯甲酸、对甲酰苯乙酸、对乙酰苯甲酸和对乙酰苯乙酸中的一种或几种。
[0038]本专利技术还提供了上述方案所述环氧树脂增韧剂或上述方案所述制备方法得到的环氧树脂增韧剂在环氧树脂中的应用。
[0039]本专利技术提供了一种环氧树脂增韧剂。本专利技术提供的环氧树脂增韧剂为嵌段的热致液晶材料，能够在环氧树脂的固化交联网络中形成均匀的带取向的液晶域，呈现出类似“微纤”的增韧效果，用于增韧环氧树脂可以使环氧树脂产品具有更高的冲击强度、弯曲强度和模量，且相容性好，耐热性较好，具有广阔的应用前景。实施例结果表明，本专利技术提供的环氧树脂增韧剂的增韧效果优异，能够将环氧树脂的冲击强度提高5～8kJ/m2、弯曲强度提高10～15MPa，弯曲模量提高0.2～0.4GPa。
[0040]本专利技术还提供了上述方案所述环氧树脂增韧剂的制备方法。本专利技术以聚乙二醇、含苯环有机酸、对氨基酚和环氧氯丙烷为原料，通过四步反应制备得到了端基环氧的嵌段液晶的环氧树脂增韧剂。本专利技术提供的制备方法步骤简单，操作方便，成本低廉，安全高效。
[0041]本专利技术还提供了上述方案所述环氧树脂增韧剂或上述方案所述制备方法得到的环氧树脂增韧剂在环氧树脂中的应用。本专利技术提供的环氧树脂增韧剂尤其适用于双酚A型环氧树脂，增韧效果优异。
附图说明
[0042]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0043]图1为本专利技术实施例1制备的环氧树脂增韧剂的核磁氢谱图；
[0044]图2为本专利技术实施例1和普通市售环氧树脂E
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51的力学性能对比图。
具体实施方式
[0045]本专利技术提供了一种环氧树脂增韧剂，结构式如式I所示：
[0046][0047]其中，a＝0或1，b＝0或1，c＝5或14。
[0048]在本专利技术中，a、b和c的取值优选包括：a＝0、b＝0且c＝5，或a＝0、b＝0且c＝14，或a＝0、b＝1且c＝5，或a＝0、b＝1且c＝14，或a＝1、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，其特征在于，结构式如式I所示：其中，a＝0或1，b＝0或1，c＝5或14。2.根据权利要求1所述的环氧树脂增韧剂，其特征在于，a、b和c的取值包括：a＝0、b＝0且c＝5，或a＝0、b＝0且c＝14，或a＝0、b＝1且c＝5，或a＝0、b＝1且c＝14，或a＝1、b＝0且c＝5，或a＝1、b＝0且c＝14，或a＝1、b＝1且c＝5，或a＝1、b＝1且c＝14。3.权利要求1～2任一项所述环氧树脂增韧剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将含苯环有机酸、氯化亚砜和DMF混合进行酰氯化反应，得到含苯环酰氯，结构式如式II所示：其中，a＝0或1，b＝0或1；所述含苯环有机酸的结构通式如式III所示：其中，a＝0或1，b＝0或1；(2)将所述含苯环酰氯、聚乙二醇和含氮有机物混合进行酯化反应，得到PEG二醛中间体，结构式如式IV所示：其中，a＝0或1，b＝0或1，c＝5或14；(3)将所述PEG二醛中间体、对氨基酚、对甲苯磺酸和乙醇混合进行醛胺缩合反应，得到二酚化合物中间体，结构式如式V所示：其中，a＝0或1，b＝0或1，c＝5或14；(4)将所述二酚化合物中间体、环氧氯丙烷和苄基三甲基氯化铵混合进行环氧化反应，
得到具有式I所示结构的环氧树脂增韧剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述含苯环有机酸和氯化亚砜的质量比为1～1.2:1.58～2.34；所述含苯环...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈秉辉，景新超，张诺伟，王结祥，谢建榕，叶松寿，蔡钒，郑进保，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：
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