【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，特别是涉及一种超支化聚氨酯增韧环氧树脂及其制备方法。
技术介绍
1、环氧树脂因其优良的加工性能和固化物出色的机械性能、电性能和化学稳定性等特点，被广泛应用于机械、电器、电子、交通、建筑和国防等多个领域。然而，由于环氧树脂的韧性较差，固化后的环氧树脂易出现脆性和开裂等问题。目前，主要的增韧途径是添加刚性粒子、橡胶颗粒和热塑性树脂等，这些方法可以有效改善环氧树脂的抗冲击性能，但也会降低其弯曲性能和拉伸性能，并影响树脂的加工性能。
2、超支化化合物本身所具有的长链空腔结构，以及超支化聚氨酯主链中所具有的大量的氨酯基和羰基，可提高增韧环氧体系力学性能和界面性能；此外，超支化聚氨酯以环氧基团封端可以与环氧树脂形成一种相容性良好的体系，从而使其在环氧树脂中的分散和交联作用更加有效。
3、专利cn116178734a中制备一种端羟基超支化聚氨酯用以改性环氧树脂，提高其韧性，但只是将简单的端羟基低聚物、二异氰酸酯单体和二乙醇胺等支化单体进行共聚，合成超支化聚氨酯，并未对其与环氧树脂的相容性进行改进。
4、专利cn114292497a中采用超支化聚酯及核壳树脂制备出海岛型增韧剂来对环氧树脂进行增韧，更多的研究涉及外部核壳树脂的结构和制备，但是未深入探究超支化聚氨酯结构对环氧树脂增韧的影响。
5、可见目前的研究较少涉及超支化聚氨酯的主链结构和主链上的官能团种类对其性能的影响。超支化聚氨酯现有市售产品可应用于环氧树脂增韧，但市面上多数超支化聚氨酯的主链结构为氨基甲酸酯和碳碳长链
6、鉴于此，本申请旨在提供一种超支化聚氨酯增韧环氧树脂及其制备方法，以更好地解决上述技术问题。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种超支化聚氨酯增韧环氧树脂及其制备方法，其通过环氧树脂和胺类化合物开环形成多羟基化合物，并在此基础上合成出超支化聚氨酯。超支化聚氨酯合成过程中环氧树脂的加入引入了多醚键，并与环氧丙醇反应使其末端接枝环氧基团，提高了超支化聚氨酯的韧性以及与环氧树脂的相容性，更能进一步提高共混后环氧树脂的韧性及耐热性能。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、一种超支化聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，包括如下制备步骤：
4、s1.可控多羟基核超支化聚氨酯的制备
5、将胺类化合物和环氧树脂加入反应器，在室温下反应2-4h，之后加入单官能度环氧化合物或单官能度仲胺化合物，在室温下反应2-4h，反应结束后在室温下真空干燥，得到浅黄色油状微黏液体a1；
6、将真空除水后的10～20重量份的a1与40～60重量份的二异氰酸酯化合物单体、0.1～0.5g/ml的丙酮或n，n′-二甲基甲酰胺，于常温下预聚2-3h，得到预聚物a2；
7、将真空除水后的100～300重量份的聚醚多元醇与25～50重量份的二异氰酸酯化合物单体于75～85℃下预聚2～4h后，得到预聚物a3；
8、将10～20重量份的预聚物a2、150～300重量份的预聚物a3、20～40重量份的环氧丙醇和少量催化剂二月桂酸二丁基锡一次性加入反应器中，待其充分溶解后，升温至60～80℃反应2～4h，得超支化聚氨酯a4；
9、s2.超支化改性环氧树脂的制备
10、按照重量份数环氧树脂70-90重量份，超支化聚氨酯a4 1-20重量份，胺类固化剂25-80重量份，填料1-20重量份，环氧稀释剂1-10重量份，增塑剂0-10重量份，备料；
11、将环氧树脂、超支化聚氨酯a4、填料和环氧稀释剂，依次加入到行星搅拌机中进行混合，机械搅拌约1～3h，搅拌完成后进行真空脱泡10min得到组分a；
12、将胺类固化剂、增塑剂混合搅拌均匀，制得b组分；
13、将a组分和b组分按比例混合，即制得超支化聚氨酯增韧的环氧树脂。
14、对上述技术方案的进一步改进为，步骤s1中，所述的胺类化合物的重量份数为10-20份，所述的环氧树脂的重量份数为20-40份，所述的单官能度环氧化合物或单官能度仲胺化合物的重量份数为1～10份。
15、对上述技术方案的进一步改进为，步骤s1中，加入的二月桂酸二丁基锡重量含量为0.01％～0.03％。
16、对上述技术方案的进一步改进为，步骤s1中，所述的胺类化合物包括单官能团仲胺类化合物和双官能团胺类化合物，所述的环氧树脂为分子中含有两个以上环氧基团的聚合物。
17、对上述技术方案的进一步改进为，步骤s1中，所述的双官能团胺类化合物为含两个仲胺化合物、哌嗪类化合物和含两个伯胺化合物中的任几种。
18、对上述技术方案的进一步改进为，步骤s1中，当胺类化合物添加量多于环氧树脂，单官能度环氧化合物为封端剂，生成的浅黄色油状微黏液体a1的结构式如下：
19、
20、其中，n≥0，r1为环氧树脂，r2为胺类化合物，r3为单官能度环氧化合物。
21、对上述技术方案的进一步改进为，步骤s1中，当环氧树脂添加量比例多于胺类化合物，单官能团仲胺类化合物为封端剂，生成的浅黄色油状微黏液体a1的结构式如下：
22、
23、其中，n≥0，r1为环氧树脂，r2为胺类化合物，r4为单官能团仲胺类化合物。
24、基于同一专利技术构思，本申请还提供一种采用上述的制备方法制得的超支化聚氨酯增韧环氧树脂。
25、本专利技术的有益效果如下：
26、1、本申请提供的制备方法，通过制备可控多羟基核超支化聚氨酯，以通过羟值和分子量来控制超支化聚氨酯的官能团数，可更具有针对性的提升超支化聚氨酯的相容性和增韧效果，由于其中的超支化聚氨酯的多羟基核的分子量、结构可控，可控制生成带有不同数量官能团的超支化化合物。
27、2、本申请所使用的超支化聚氨酯由环氧树脂杂化生成，使其整个生成过程减少原料种类并提升体系相容性。超支化聚氨酯末端接枝环氧基团，提高了超支化聚氨酯的韧性以及体系相容性，更能进一步提高共混后环氧树脂的韧性及耐热性能；同时，超支化聚氨酯主链和支链结构中含有大量醚键，可进一步提高增韧效果。
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1.一种超支化聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的超支化聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述的胺类化合物的重量份数为10-20份，所述的环氧树脂的重量份数为20-40份，所述的单官能度环氧化合物或单官能度仲胺化合物的重量份数为1～10份。
3.根据权利要求1所述的超支化聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，加入的二月桂酸二丁基锡重量含量为0.01％～0.03％。
4.根据权利要求1所述的超支化聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述的胺类化合物包括单官能团仲胺类化合物和双官能团胺类化合物，所述的环氧树脂为分子中含有两个以上环氧基团的聚合物。
5.根据权利要求1所述的超支化聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述的双官能团胺类化合物为含两个仲胺化合物、哌嗪类化合物和含两个伯胺化合物中的任几种。
6.根据权利要求1所述的超支化聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，当胺类化合物添加量多于环
7.根据权利要求1所述的超支化聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，当环氧树脂添加量比例多于胺类化合物，单官能团仲胺类化合物为封端剂，生成的浅黄色油状微黏液体A1的结构式如下：
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的超支化聚氨酯增韧环氧树脂。
...【技术特征摘要】
1.一种超支化聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
2.根据权利要求1所述的超支化聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述的胺类化合物的重量份数为10-20份，所述的环氧树脂的重量份数为20-40份，所述的单官能度环氧化合物或单官能度仲胺化合物的重量份数为1～10份。
3.根据权利要求1所述的超支化聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，加入的二月桂酸二丁基锡重量含量为0.01％～0.03％。
4.根据权利要求1所述的超支化聚氨酯增韧环氧树脂的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述的胺类化合物包括单官能团仲胺类化合物和双官能团胺类化合物，所述的环氧树脂为分子中含有两个以上环氧基团的聚合...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙智轶，廖金林，艾飞，
申请(专利权)人：上海富铭密封材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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