CN103721652B - 一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊的制备方法。它以环氧树脂为囊芯，聚苯醚树脂为壁材原料，通过将聚苯醚溶于良溶剂中，在水相析出聚苯醚并沉积在环氧树脂上，形成聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊。本发明提供的微胶囊制备方法操作工艺简单，产率高；所制得的聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊具有良好的稳定性，适用于修复不同温度下成型的聚合物基复合材料。
Description
技术领域
本发明涉及一种环氧树脂微胶囊的制备方法，特别涉及一种用聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊的制备方法。
背景技术
近年来，含有愈合剂的微胶囊用于修复聚合物基复合材料得到了广泛的关注。将含有愈合剂的微胶囊埋置在聚合物基复合材料中，在适当条件（如力、热等）作用下，囊芯可以被释放至材料损伤处，在特定条件下囊芯发生聚合反应或填充裂纹，粘合裂纹面而实现材料损伤修复，达到恢复材料性能的目的。因此微胶囊技术已经成为研发类生物智能材料不可或缺的一种重要手段。但是目前可用于材料修复的微胶囊种类较少，耐热性差，尤其是其在高性能热固性树脂中的应用受到极大限制。因此，积极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应用潜力，这对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。以热塑性聚苯醚为壁材包覆环氧树脂微胶囊已经成功合成并显示出良好的耐热性，其合成是以2,6-二甲基苯酚为壁材原料，以环氧树脂为囊芯，在有氧的条件下，以铜铵络合物为催化剂，在水溶液中合成聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊，但该工艺较为复杂，壁材聚苯醚的分子量难以控制，囊芯易受催化剂影响发生聚合反应而使后期损伤修复失败。
发明内容
本发明解决的技术问题是克服现有技术存在的制备工艺复杂、产品的分子量难以控制及稳定性不够的缺陷，提供一种生产工艺简单，产品性能稳定的聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊的制备方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊的制备方法，包括如下步骤：
1、按重量计称重各原料：环氧树脂 5～1000份、聚苯醚20～1000份、甲苯10～2000份、三氯甲烷0～500份、苯乙烯0～500份；
2、将聚苯醚、环氧树脂加入到溶剂中，所述的溶剂为甲苯、三氯甲烷、苯乙烯中的一种，或它们任意组合成的混合溶剂；搅拌至形成透明溶液后，加入含有0～50份表面活性剂和200～5000份水的表面活性剂水溶液，室温条件下搅拌，得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊悬浮液；
3、经水洗涤、抽滤、真空干燥后，得到一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊。
上述环氧树脂为双酚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、酚醛环氧树脂、磷化环氧树脂、溴化环氧树脂、海因环氧树脂；还包括多官能基缩水甘油醚树脂，如间苯二酚双缩水甘油醚型环氧树脂、双间苯二酚缩甲醛四缩水甘油醚；氨基环氧树脂，如对氨基苯酚三缩水甘油基环氧树脂、氨基四官能环氧树脂；环氧化烯烃树脂如环氧化聚丁二烯、二氧化双环戊二烯；缩水甘油酯型环氧树脂，如间苯二甲酸二缩水甘油酯、1,2-环氧环己烷-4,5-二甲酸二缩水甘油酯。
上述的聚苯醚树脂包括不同分子量的聚苯醚树脂及其改性聚苯醚树脂，如：数均分子量Mn为17300的聚苯醚(PPO* 630)， Mn为1100的乙烯基封端的聚苯醚(PPO* MX9000-111)，Mn为2200乙烯基封端的聚苯醚(Noryl* SA9000)）。
上述的表面活性剂为：十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或单十二烷基磷酸酯钾。
本发明的原理是：聚苯醚不溶于水，其良溶剂主要有甲苯、三氯甲烷及苯乙烯，且不溶于水，而环氧树脂可在适当条件下也可溶于甲苯、三氯甲烷及苯乙烯，且不溶于水。因此将聚苯醚及环氧树脂溶于甲苯、三氯甲烷及苯乙烯溶剂中后，再将含聚苯醚及环氧树脂的溶液分散在水相中，随着溶剂的挥发，聚苯醚组分可在油性液滴与水的界面析出并可能并沉积在环氧树脂成分表面上，随着溶剂的不断挥发，最终形成聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：所制得的聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊性能稳定，储存期长，热分解温度高，易根据聚苯醚性能控制壁材性能；并且本发明提供的微胶囊制备工艺十分简单、产率高，适用于工业化生产。
附图说明
图1～4分别为本发明实施例1～4制备的微胶囊的SEM照片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步的阐述。
实施例1：
在配置有搅拌器的容器中，将20g乙烯基封端的聚苯醚（PPO* MX9000-111）和5g双酚A环氧树脂（牌号：E-44）加入到10g甲苯溶剂中，搅拌，形成透明溶液后加入200g水，设置一定的搅拌速率(1500rpm)，室温搅拌3h后，可得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊悬浮液，经水洗涤、抽滤、真空干燥后即可得到土黄色微胶囊颗粒成品。微胶囊的产品性能见表1。
表1 微胶囊的性能
参见附图1，它为本实施例制备的微胶囊的扫描电镜（SEM）照片，图中显示，微胶囊平均粒径约为2μm。
实施例2：
在配置有搅拌器的容器中，将1000g聚苯醚（PPO* 630）和1000g双酚F型环氧树脂（牌号：NPEF-170）加入到由2000g甲苯、500g三氯甲烷及500g苯乙烯组成的混合溶剂中，搅拌，形成透明溶液后加入5000g含50g十二烷基苯磺酸钠的水溶液中，设置搅拌速率为10000rpm，室温搅拌6h后，可得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊悬浮液，经水洗涤、抽滤、真空干燥后即可得到白色颗粒微胶囊成品。参见附图2的微胶囊的扫描电镜（SEM）图，微胶囊平均粒径约为11μm。微胶囊的产品性能见表2。
表2微胶囊的性能
实施例3：
在配置有搅拌器的容器中，将50g乙烯基封端的聚苯醚（Noryl* SA9000）和50g氨基环氧树脂（对氨基苯酚三缩水甘油基环氧树脂）加入到由50g甲苯及50三氯甲烷组成的混合溶剂中，搅拌，形成透明溶液后加入到1000g含1g单十二烷基磷酸酯钾的水溶液中，设置600rpm搅拌速率，室温搅拌5h后，可得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊悬浮液，经水洗涤、抽滤、真空干燥后即可得到淡黄色微胶囊颗粒成品。
参见附图3的微胶囊的SEM照片，微胶囊平均粒径约为30μm。
实施例4：
在配置有搅拌器的容器中，将10g乙烯基封端的聚苯醚（PPO* MX9000-111）和15g缩水甘油酯型环氧树脂（间苯二甲酸二缩水甘油酯）加入到由10g甲苯和10g苯乙烯组成的混合溶剂中，搅拌，形成透明溶液后加入到200g含0.2g十二烷基苯磺酸钠的水溶液中，设置搅拌速率700rpm，室温搅拌3h后，可得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊悬浮液，经水洗涤、抽滤、真空干燥后即可得到土黄色微胶囊颗粒成品。
图4为微胶囊SEM照片，微胶囊平均粒径约为25μm。
Claims (8)
1.一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：
（1）按重量计称重各原料：环氧树脂 5～1000份、聚苯醚20～1000份、甲苯10～2000份、三氯甲烷0～500份、苯乙烯0～500份；所述的聚苯醚选自数均分子量Mn为17300的聚苯醚、Mn为1100的乙烯基封端的聚苯醚、Mn为2200的乙烯基封端的聚苯醚；
（2）将聚苯醚、环氧树脂加入到溶剂中，所述的溶剂为甲苯、三氯甲烷、苯乙烯中的一种，或它们任意组合成的混合溶剂；搅拌至形成透明溶液后，加入含有0～50份表面活性剂和200～5000份水的表面活性剂水溶液，室温条件下搅拌，得到聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊悬浮液；
（3）经水洗涤、抽滤、真空干燥后，得到一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊。
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的制备方法，其特征在于：所述的表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠或单十二烷基磷酸酯钾。
3.根据权利要求1所述的一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊的制备方法，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、酚醛环氧树脂、磷化环氧树脂、溴化环氧树脂、海因环氧树脂。
4.根据权利要求1所述的一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的环氧树脂为多官能基缩水甘油醚树脂、氨基环氧树脂、环氧化烯烃树脂、缩水甘油酯型环氧树脂。
5.根据权利要求4所述的一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的多官能基缩水甘油醚树脂为间苯二酚双缩水甘油醚型环氧树脂、双间苯二酚缩甲醛四缩水甘油醚。
6.根据权利要求4所述的一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的氨基环氧树脂为对氨基苯酚三缩水甘油基环氧树脂、氨基四官能环氧树脂。
7.根据权利要求4所述的一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的环氧化烯烃树脂为环氧化聚丁二烯、二氧化双环戊二烯。
8.根据权利要求4所述的一种聚苯醚包覆环氧树脂微胶囊的制备方法，其特征在于：所述的缩水甘油酯型环氧树脂为间苯二甲酸二缩水甘油酯、1,2-环氧环己烷-4,5-二甲酸二缩水甘油酯。
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| CN103721652A (zh) | 2014-04-16 |
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