CN101560322B - 聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊及其制备方法。它以环氧树脂为囊芯，以2，6-二甲基苯酚为壁材原料，以铜氨络合物等为催化剂，合成聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊。该方法操作工艺简单，所制得的聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊具有较高的抗性形变能力，良好的耐热性能，有望用于增韧低中高温成型的热固性树脂基及其复合材料，并可能赋予其优异的介电性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊及其制备方法，属高分子材料技术领域。
背景技术
聚合物微胶囊技术目前已经广泛应用到食品、农药、饲料、涂料、油墨、粘合剂、化妆品、洗涤剂、感光材料、纺织等行业。近几年，微胶囊技术在树脂基及其复合材料中得到了应用，已经成为功能及智能材料研究的新方向。研究表明，将微胶囊应用到树脂基及其复合材料中，可以赋予材料增韧、修复等功能。但是目前可用于材料的微胶囊的种类较少，耐热性差，其在高性能热固性树脂中的应用相对受到限制。因此，发展具有高耐热性能的可用于高性能热固性树脂的微胶囊具有良好的使用潜力，这对于促进高性能热固性树脂的发展及其在航空、航天、电子等领域的应用具有积极意义。聚苯醚是一种高性能的热塑性工程塑料，聚苯醚中苯环的存在使分子链段内旋转的位垒增加，大分子链呈刚性。醚键则使分子主链具有一定的柔性，并使聚苯醚具有优良抗冲击性能，其分子中不含极性基团，故具有优良的电绝缘性。由于结构较规整且对程，因而具有较高的玻璃化温度(＞210℃)，此外，聚苯醚具有极低的吸水率。因此，将聚苯醚作为微胶囊的壁材可能赋予微胶囊良好的力学性能、耐热性能等。环氧树脂具有良好的耐热性能、机械性能等优点，其在航空、机械、电子、电气、化工、交通运输、建筑等领域具有广泛的应用。目前以环氧树脂为囊芯的聚脲甲醛微胶囊已经成功合成，尽管其耐热性能相对较高，但壁材聚脲甲醛的耐热性一般低于高性能热固性树脂如氰酸酯、双马来酰亚胺等的耐热性，因此微胶囊的耐热性能仍然需要进一步提高。此外，壁材聚脲甲醛的介电常数相对较高，因此不利于其在电性能要求苛刻的领域应用。鉴于聚苯醚的优势，合成聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊应具有良好的抗形变能力、高的耐热性能、优异的介电性能及低的吸水率等性能，该微胶囊有望用于高性能热固性树基及其复合材料的增韧，尤其适用于对介电性能有特殊要求的领域。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有良好的抗形变能力、高耐热性能、优异的介电性能及低吸水率的聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊及其制备方法。
实现上述发明目的的技术方案是提供一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊，按重量单位计，它的组成配比包括：2，6-二甲基苯酚10～50b，催化剂0.5～3b，环氧树脂10～80b，其中，b为重量单位。
所述的催化剂为铜氨络合物和水溶性氧化剂铁氰化钾；所述的铜氨络合物为氯化亚铜-乙二胺络合物，氯化亚铜-吡啶络合物和卤化亚酮与二正丁胺的络合物或卤化亚铜与二甲胺的络合物；所述的卤化亚酮为氯化亚铜或溴化亚铜。
所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、线性酚醛环氧树脂、多官能基缩水甘油醚树脂、多官能基缩水甘油胺树脂和卤化环氧树脂。
上述聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊的制备方法，包括如下步骤：以b为重量单位，按重量单位计，将10～50b 2，6-二甲基苯酚溶于氢氧化钠溶液中，再加入表面活性剂溶液，搅拌条件下缓慢加入10～80b的环氧树脂后，待上述体系温度升至30～50℃后，加入0.5～3b的催化剂，缓慢滴加双氧水或通入氧气，反应3～6小时，冷却至室温，得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊悬浮液，经酸洗、水洗、抽滤、干燥后即可得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊。
本发明具有的有益效果是：所制得的热塑性聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊具有高韧性、高耐热性能、优异的介电性能和低的吸水率，在增韧及改善树脂基及其复合材料的介电性能等方面具有潜在优势。同时，所采用的制备方法具有适用性广、操作工艺简单、产率较高的特点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：
本实施例技术方案具体步骤如下：
在配置有搅拌器的三口烧瓶中，将28克2，6-二甲基苯酚溶于80克质量浓度为2％的氢氧化钠溶液，加入10克质量浓度为5％的明胶溶液，搅拌条件下缓慢加入30克环氧树脂(E-51)后，设置搅拌速率700rpm，待上述体系温度升至30℃后，加入0.5克的氯化亚铜-乙二胺络合物，缓慢滴加双氧水，反应3-6h后，冷却至室温，得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊悬浮液，经酸洗、水洗涤、抽滤、干燥后即可得到微胶囊成品，平均粒径为90μm。
实施例2：
在配置有搅拌器的三口烧瓶中，将30克2，6-二甲基苯酚溶于80克质量浓度为2％的氢氧化钠溶液，加入10克质量浓度为5％的十二烷基硫酸钠溶液，搅拌条件下缓慢加入30克环氧树脂(E-44)后，设置搅拌速率650rpm，待上述体系温度升至40℃后，加入0.5克的氯化亚铜-乙二胺络合物，通入氧气，反应3-6h后，冷却至室温后，得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊悬浮液，经酸洗、水洗涤、抽滤、干燥后即可得到微胶囊成品，平均粒径为102μm。
实施例3：
在配置有搅拌器的三口烧瓶中，将28克2，6-二甲基苯酚溶于80克质量浓度为2％的氢氧化钠溶液，加入10克质量浓度为5％的十二烷基苯磺酸钠溶液，搅拌条件下缓慢加入30克环氧树脂(E-51)后，设置搅拌速率700rpm，待上述体系升温至30℃后，加入0.5克的水溶性氧化剂铁氰化钾，缓慢滴加双氧水，反应3-6h后，得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊悬浮液，经酸洗、水洗涤、抽滤、干燥后即可得到微胶囊成品，平均粒径为96μm。
实施例4：
在配置有搅拌器的三口烧瓶中，将100克2，6-二甲基苯酚溶于300克质量浓度为2％的氢氧化钠溶液，加入50克质量浓度为5％的明胶溶液，搅拌条件下缓慢加入160克环氧树脂(E-51)后，设置搅拌速率600rpm，待上述体系温度升至30℃后，加入2克的氯化亚铜-乙二胺络合物，通入氧气，反应3-6h后，冷却至室温后，得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊悬浮液，经酸洗、水洗涤、抽滤、干燥后即可得到微胶囊成品，平均粒径为115μm。
按本发明实施例1～4技术方案制备的聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊的各项性能参见表一。
表1：
由表一可以看出，本发明制备的聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊具有良好的耐热性及一定的力学强度，可适于树脂，特别是高温成型树脂体系成型工艺要求。
Claims (3)
1.一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊，其特征在于：按重量单位计，它的制备原料组成配比包括：2，6-二甲基苯酚10～50b，催化剂0.5～3b，环氧树脂10～80b，其中，b为重量单位；所述的催化剂为铜氨络合物和水溶性氧化剂铁氰化钾；所述的铜氨络合物为氯化亚铜-乙二胺络合物，氯化亚铜-吡啶络合物和卤化亚酮与二正丁胺的络合物或卤化亚铜与二甲胺的络合物；所述的卤化亚酮为氯化亚铜或溴化亚铜；该微胶囊的制备方法是将10～50b 2，6-二甲基苯酚溶于氢氧化钠溶液中，再加入表面活性剂溶液，搅拌条件下缓慢加入10～80b的环氧树脂后，待上述体系温度升至30～50℃后，加入0.5～3b的催化剂，缓慢滴加双氧水或通入氧气，反应3～6小时，冷却至室温，得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊悬浮液，经酸洗、水洗、抽滤、干燥后获得。
2.根据权利要求1所述的一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊，其特征在于：所述的环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、线性酚醛环氧树脂、多官能基缩水甘油醚树脂、多官能基缩水甘油胺树脂和卤化环氧树脂。
3.一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊的制备方法，其特征在于包括如下步骤：以b为重量单位，按重量单位计，将10～50b 2，6-二甲基苯酚溶于氢氧化钠溶液中，再加入表面活性剂溶液，搅拌条件下缓慢加入10～80b的环氧树脂后，待上述体系温度升至30～50℃后，加入0.5～3b的催化剂，缓慢滴加双氧水或通入氧气，反应3～6小时，冷却至室温，得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊悬浮液，经酸洗、水洗、抽滤、干燥后即可得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊。
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