一种预聚体改性环氧树脂的制备方法技术

一种预聚体改性环氧树脂的制备方法，将螺环单体与二异氰酸酯类单体进行聚合反应，得到低聚物；按摩尔比称好M和MDI，加入氯仿溶解，搅拌，将MDI与氯仿的混合液恒压，反应，然后将氯仿蒸出，干燥，恒温，抽除未反应的氯仿；将TDI加入即合成预聚体；按重量百分比取环氧树脂77%，预聚体20%于室温下混合，加入混合树酯重量3%的三氟化硼乙胺固化剂搅匀化后，再放入超声波清洗器中混合1小时混合均匀，再放入真空烘箱中，然后将混合物放入烘箱中固化。由于膨胀性预聚体的加入，使改性环氧树脂的体积收缩率减小，收缩应力减小，内应力平均分散，导致剪切强度有很大的提高，这对于提高环氧树脂的实用性能有重要意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种环氧树脂的制备方法，特别是涉及。
技术介绍
环氧树脂基复合材料已广泛用作结构材料以代替钢、铝的及其它材料。但是，要满足航空、宇航、航海、汽车工业、建筑业等方面的特殊需求，在强度、韧性方面还有待提高。为了满足日益增长的需要，人们对复合材料已经进行了大量的研究，以提高它的各种性能。树脂中的残余应力是一种潜在的破坏因素，它使得树脂与纤维界面之间或胶接接头在无外载时就受到相当可观的应力，从而导致强度下降，甚至会造成复合材料的开裂、尺寸不稳定或胶接接头的脱胶等。利用膨胀计跟踪单体在聚合过程中的体积变化；利用红外光谱和示差扫描量热仪研究了预聚体与环氧树脂的共聚固化反应机理，证实了共聚交联反应的发生； 利用DSC、热失重分析(TG、DTG)固化改性环氧树脂的热性能；利用万能材料试验机测试了固化改性环氧树脂的力学性能。实验表明，膨胀单体及其预聚体与环氧树脂共聚，可以减少甚至消除因体积收缩造成的内应力，它的加入提高了环氧基团的转化率，提高了环氧树脂强度，近而可以得到更高性能的环氧树脂基的复合材料和粘合剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，预聚体与环氧树脂共聚，可以减少甚至消除因体积收缩造成的内应力，提高了环氧基团的转化率，提高了环氧树脂强度，近而可以得到更高性能的环氧树脂基的复合材料和粘合剂。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的，该方法包括合成预聚体后配制改性环氧树脂， 将螺环单体与二异氰酸酯类单体进行聚合反应，得到低聚物；按摩尔比称好M和MDI，加入氯仿溶解，搅拌，将MDI与氯仿的混合液恒压，反应，然后将氯仿蒸出，干燥，恒温，抽除未反应的氯仿；将TDI加入即合成预聚体；按重量百分比取环氧树脂77%，预聚体20%于室温下混合，加入混合树酯重量3%的三氟化硼乙胺固化剂搅勻化后，再放入超声波清洗器中混合 1小时混合均勻，再放入真空烘箱中脱气泡2小时，然后将混合物放入烘箱中固化。所述的，其所述的固化反应的固化温度是 140 C。所述的，其所述的固化时间是4小时。本专利技术的优点与效果是本专利技术环氧树脂由于膨胀性预聚体的加入，固化过程中螺环基团开环的膨胀作用时的体系收缩率降低，有收缩而带来的内应力降低，应该使得固化树脂的粘结强度提高；由于预聚体中二苯甲烷与环氧树脂有较好的相容性，这样大大增加了每个预聚体分子参与共聚固化反应的几率，使得环氧基团转化率有较大程度地提高，从而提高了交联密度，减少了缺陷的产生；预聚物中氨基甲酸酯基的极性大，也增加与环氧树脂的相溶性，且增加了树脂和粘接件之间的相互作用，使界面粘附作用增加，内应力平均分散，导致剪切强度有很大的提高，对于提高环氧树脂的实用性能有重要意义，使改性环氧树脂具有优越的性能。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明。首先合成螺环原碳酸酯单体称取三元醇0. 1 mol，二正丁基氧化锡0. 1 mol，一并加入250 ml单口瓶中，加入甲苯150 ml，装上分水器和回流装置，电磁搅拌，控制油浴温度150。C，反应约12hr，由分水器中读取收集的水量可以估计反应是否完全。将油浴温度降至室温，拆除分水器，装上恒压滴液漏斗和回流装置，并在回流冷凝管上安装CaCl2干燥管。在漏斗中加入CS2 8ml，缓慢滴加入反应瓶中，并将油浴缓慢加热到100°C，回流l ir，降至室温后，水真空泵减压蒸馏出甲苯。用正己烷IOOml分5次洗涤，以除去Ii-Bu2SnS,洗涤过程中继续搅拌，底部的油状粘稠液体为较纯正的单体。加入甲苯50ml，加热使其溶解，冷却至室温后，放入冰箱中使其结晶，过滤干燥，即为产品。将螺环单体与二异氰酸酯类单体 (MDI、TDI)在35°C下进行聚合反应，控制投料比以得到不同分子量的低聚物。按摩尔比M MDI为2 :1，3 :2，4 :3的比例称好M和MDI，将MDI用10毫升氯仿溶液溶解，将M放入250 毫升蒸馏烧瓶中，加入氯仿将其溶解(按重量比(螺环单体)M:MDI=1 :10)，电磁搅拌，另将 MDI与氯仿的混合液加入恒压滴液漏斗中，漏斗与蒸馏烧瓶要磨口连接，并在漏斗上方装一氯化钙干燥管。恒压且温度达到35°C时，将混合液体逐滴加入反应瓶中，反应M小时，然后将氯仿蒸出，放入真空烘箱中抽气干燥，恒温50°C，尽量抽除未反应的氯仿。螺环单体TDI 的反应条件基本与MDI的相同，因为TDI是液体，所以将其直接加入到恒压滴液漏斗中，然后再逐滴加入即可合成预聚体。将M/MDI配比制成的预聚物加入到环氧树脂中，测试其剪切强度和抗拉强度。表1螺环单体与MDI反应生成的预聚体的结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种预聚体改性环氧树脂的制备方法，该方法包括合成预聚体后配制改性环氧树脂，其特征在于，将螺环单体与二异氰酸酯类单体进行聚合反应，得到低聚物；按摩尔比称好Ｍ和ＭＤＩ，加入氯仿溶解，搅拌，将ＭＤＩ与氯仿的混合液恒压，反应，然后将氯仿蒸出，干燥，恒温，抽除未反应的氯仿；将ＴＤＩ加入即合成预聚体；按重量百分比取环氧树脂７７％，预聚体２０％于室温下混合，加入混合树酯重量　３％的三氟化硼乙胺固化剂搅匀化后，再放入超声波清洗器中混合１小时混合均匀，再放入真空烘箱中脱气泡２小时，然后将混合物放入烘箱中固化。

【技术特征摘要】
1.一种预聚体改性环氧树脂的制备方法，该方法包括合成预聚体后配制改性环氧树脂，其特征在于，将螺环单体与二异氰酸酯类单体进行聚合反应，得到低聚物；按摩尔比称好M和MDI，加入氯仿溶解，搅拌，将MDI与氯仿的混合液恒压，反应，然后将氯仿蒸出，干燥， 恒温，抽除未反应的氯仿；将TDI加入即合成预聚体；按重量百分比取环氧树脂77%，预聚体 20%于室温下混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长松，李安东，梁兵，刘大晨，宁志高，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：89