砜类化合物增韧环氧树脂及其固化物的制备方法技术

本发明专利技术提供了聚醚砜增韧环氧树脂及其固化物的制备方法，以聚醚砜与双酚A型环氧树脂在固化剂的作用下制备得到，其中聚醚砜由S与4,4

【技术实现步骤摘要】
砜类化合物增韧环氧树脂及其固化物的制备方法


[0001]本专利技术涉及环氧树脂增韧改性
，具体涉及聚醚砜增韧双酚A型环氧树脂及其固化物的制备方法。

技术介绍

[0002]环氧树脂作为三大通用型热固性树脂之一。环氧树脂通常是一种液态体系的树脂，经常温或加热进行固化后，达到最终的使用目的。环氧树脂具有在固化反应过程中收缩率小，其固化物的粘接性、耐热性、耐化学药品性以及力学性能和电气性能优良的特点，在电子、电气、机械制造、化工防腐、航空航天、船舶运输、化学建材、水利电力及其它许多工业领域中起着重要的作用，是热固性树脂中应用量较大的一个品种。已经成为各工业领域中不可缺少的基础材料。
[0003]环氧树脂固化后由于有较高的交联密度，交联网络骨架刚性大，导致分子链间相对滑移困难，因而存在质脆，耐疲劳、耐热性、抗冲击韧性差等缺点，使其应用受到一定限制，因此人们对环氧树脂增韧改性方法开展了大量研究，不断探索环氧树脂增韧改性的新机理和新方法，致力于保持环氧树脂其他性能的前提下，不断提高环氧树脂固化物的韧性。
[0004]目前文献已报道的环氧树脂增韧的方法主要包括：(1)橡胶增韧环氧树脂：利用端羧基丁二烯丙烯腈共聚物、端羟基丁二烯丙烯腈共聚物和端胺丁二烯丙烯腈等作为增韧剂增韧环氧树脂。但是利用橡胶弹性体增韧环氧树脂会出现降低环氧树脂的力学性能和热稳定性的缺点；(2)纳米材料增韧环氧树脂：纳米材料具有更高的表面积与体积比，使其更有利于改善聚合物基体的力学、电学、热学，纳米材料独特的表面效应和量子尺寸效应使其可以起到对聚合物既可增强又可增韧的效果。但是纳米材料价格昂贵且与环氧树脂相容性较差；(3)液晶聚合物增韧环氧树脂：液晶聚合物具有高强度、高模量的特点。但是由于其较高的模量导致其难以加工，价格昂贵。
[0005]迄今为止，双酚A型环氧树脂的增韧存在着原料质量、生产的安全性以及产品的稳定性及纯度等几个方面的难题，合成技术难度较大。
[0006]针对现有的双酚A型环氧树脂固化产物合成工艺的不足，业界正着力于寻找一种采用简单反应条件高效合成性能稳定、原料廉价易得的增韧剂来增韧双酚A型环氧树脂的新方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供聚醚砜增韧环氧树脂及其固化物的制备方法，以克服现有技术中的上述缺陷。
[0008]本专利技术包含下述步骤：
[0009]取反应量的双酚S和一定量的溶剂在250ml三口烧瓶中，在30
‑
90℃搅拌反应0
‑
60min，接着向反应容器中加入碱催化剂，再搅拌反应30
‑
120min，最后将反应量的4,4
‑
二氯二苯砜溶解在溶剂中后一起加入反应容器，升温至100
‑
200℃，反应3
‑
12h，即制得相应的聚
醚砜。
[0010]上述催化剂是选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸氢钠、甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、正丁基锂、异丁基锂、苯基锂、三乙胺；
[0011]上述溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺，可以是一种溶剂或多种溶剂混合使用。
[0012]上述双酚S与4,4
‑
二氯二苯砜的摩尔比为[1:1]；所述双酚S与催化剂的摩尔比为1：[0.05～0.3]。
[0013]上述聚醚砜增韧环氧树脂固化物的制备是在一定温度下分别将不同质量比的聚醚砜与双酚A型环氧树脂充分混合。向其中加入一定量的固化剂，脱除树脂体系中的气泡，完全脱除气泡的环氧树脂体系倒入模具中，在一定条件下固化，得到聚醚砜增韧环氧树脂的固化产物。
[0014]上述聚醚砜增韧环氧树脂固化物的制备方法，双酚A型环氧树脂、聚醚砜与固化剂的质量之比为[1]：[0.01～0.30]：[0.01～0.40]；
[0015]上述聚醚砜增韧环氧树脂固化物的制备方法中，所述固化剂选自间苯二胺(MPD)、二氨基二苯基甲烷(DDM)、二氨基二苯砜(DDS)、二亚乙基三胺(DETA)、乙二胺、己二胺、邻苯二甲酸酐、六氢苯二甲酸酐、甲基四氢苯酐。
[0016]上述聚醚砜增韧环氧树脂的固化物的制备方法中，所述聚醚砜与双酚A型环氧树脂的混合温度为50
‑
120℃；固化条件为100
‑
200℃下固化0.5
‑
6h或50
‑
120℃固化0.5
‑
5小时再升温至80
‑
200℃固化1
‑
5h。
[0017]本专利技术所提供的聚醚砜增韧环氧树脂及其固化物的制备方法，聚醚砜反应过程温和易控制，在获得较高产率和100％区域选择性的同时，该方法简单易行，而且所用有机溶剂廉价易得，制备简单；聚醚砜与双酚A型环氧树脂相容性良好，改性后的环氧树脂固化物具有优异电绝缘性、耐热性、力学性能、耐化学性，而且易于加工成型，具有良好的工业应用前景。
【具体实施方式】
[0018]下面结合本专利技术的实施例对本专利技术做进一步说明：
[0019]一、测试与分析
[0020]本专利技术下述实施例中反应产物的结构分析采用Agilent公司生产的配置HP
‑
5MS毛细管色谱柱(30m
×
0.45mm
×
0.8μm)的气相
‑
质谱仪联用仪GC/MS(6890N/5973N)、Agilent公司生产的1260型号高效液相色谱(配置inertsil
@
ODS
‑
3色谱柱(5μm,4.6*250mm)，流动相：CH3CN:H2O＝9:1)以及Bruker公司生产的BrukerAvance
‑
III 500核磁共振分析仪、长春新试验机有限责任公司生产的WDW
‑
20型号的万能电子试验机、吉林省泰和试验机有限责任公司生产的JCJ
‑
11
‑
15A型号的触摸屏式摆锤冲击试验机、NETZSCH公司生产的200F3型号的DSC(示差扫描热量仪Differential Scanning 200F3Calorimiteter)。目标产物选择性和产率则采用由Bruker公司生产的Bruker Avance
‑
III 500核磁共振分析仪进行分析。固化产物的热力学性能由长春新试验机有限责任公司生产的WDW
‑
20型号的万能电子试验机、吉林省泰和试验机有限责任公司生产的JCJ
‑
11
‑
15A型号的触摸屏式摆锤冲击试验机、NETZSCH公司生产的200F3型号的DSC(示差扫描热量仪Differential Scanning200F3Calorimiteter)
进行分析。
[0021]二、实施例
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.聚醚砜增韧双酚A型环氧树脂及其固化物的制备方法，以聚醚砜与双酚A型环氧树脂在固化剂的作用下制备得到：其中聚醚砜由双酚S与4,4
‑
二氯二苯砜在碱催化下聚合得到。2.根据权利要求1所述的聚醚砜，其特征在于，包含下述步骤，取反应量的S和一定量的溶剂在250ml三口烧瓶中，在30
‑
90℃搅拌反应0
‑
60min，接着向反应容器中加入碱催化剂，再搅拌反应30
‑
120min，最后将反应量的4,4
‑
二氯二苯砜溶解在溶剂中后一起加入反应容器，升温至100
‑
200℃，反应3
‑
12h，即制得相应的聚醚砜。3.根据权利要求1所述的聚醚砜，其特征在于，所述催化剂是选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸氢钠、甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、正丁基锂、异丁基锂、苯基锂、三乙胺。4.根据权利要求1所述的聚醚砜，其特征在于，所述溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二甲基亚砜、N,N
‑
二甲基甲酰胺、N,N
‑
二甲基乙酰胺，可以是一种溶剂或多种溶剂混合使用。5.根据权利要求1所述的聚醚砜，其特征在于，所述双酚S与4,4
‑
二氯二苯砜的摩尔比为[1:1]；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐课文，李博，熊碧权，黄鹏飞，许卫凤，
申请(专利权)人：湖南理工学院，
类型：发明
国别省市：