CN105542395B - 一种增韧增强的环氧树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种增强增韧环氧树脂组合物，所述组合物包括按质量份数计的下述组份：双酚A型环氧树脂90‑110、脂环族环氧树脂10‑30、聚氨酯环氧树脂5‑15、蒙脱土2‑10、微米三氧化二铝300‑400和酸酐固化剂20‑60；本发明的环氧树脂组合物通过形成双酚A环氧脂树脂、环族环氧树脂和聚氨酯环氧树脂三元共混体系，有效的改善了单一组份环氧树脂的不足，得到力学强度、电学性能和耐热性性能优异的环氧树脂组合物。

Description

一种增韧增强的环氧树脂组合物
技术领域
本发明涉及一种高分子绝缘材料，具体涉及一种增韧增强的环氧树脂组合物。
背景技术
环氧树脂是一种重要的热固性树脂，包含多个性能差异显著的品种。双酚A型环氧树脂是最常规的环氧树脂品种，综合性能良好，但未改性的体系难以满足高韧性要求。脂环族环氧树脂具有优异的机械性能、电绝缘性能、化学稳定性能、耐高低温性能以及耐候等优点。经聚氨酯改性的聚氨酯环氧树脂既具有环氧树脂的特性又保留了聚氨酯柔韧性好的优点，但聚氨酯环氧树脂的电气绝缘性能稍差。
蒙脱土是一种层状结构无机材料，充分解离的蒙脱土对聚合物的增强效果明显，有机改性蒙脱土更容易提高其分散和与聚合物的相容性。微米三氧化二铝颗粒在环氧浇注体系填料中占据重要的比例。
环氧树脂组合物以作浇注、浸渍、层压料、粘接剂和涂料等用途被广泛应用，现亟需克服单一环氧树脂的缺陷，提升环氧体系的性能得到增韧增强的环氧树脂组合物。
发明内容
本发明的目的在于提供一种增韧增强的环氧树脂组合物，所述组合物通过形成双酚A环氧脂树脂、环族环氧树脂和聚氨酯环氧树脂三元共混体系，有效的改善了单一组份环氧树脂的不足，得到力学强度、电学性能和耐热性性能优异的环氧树脂组合物。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种增韧增强的环氧树脂组合物，所述组合物包括按质量份数计的下述组份：双酚A型环氧树脂90-110、脂环族环氧树脂10-30、聚氨酯环氧树脂5-15、蒙脱土2-10、微米三氧化二铝300-400和酸酐固化剂20-60。
所述的环氧树脂组合物的第一优选技术方案，所述组合物包括按质量份数计的下述组份：双酚A型环氧树脂95-105、脂环族环氧树脂15-25、聚氨酯环氧树脂8-12、蒙脱土4-6、微米三氧化二铝330-365和酸酐固化剂35-60。
所述的环氧树脂组合物的第二优选技术方案，所述组合物包括按质量份数计的下述组份：双酚A型环氧树脂100、脂环族环氧树脂20、聚氨酯环氧树脂10、蒙脱土5、微米三氧化二铝350和酸酐固化剂50。
所述的环氧树脂组合物的第三优选技术方案，所述双酚A型环氧树脂为E-39D环氧树脂。
所述的环氧树脂组合物的第四优选技术方案，所述脂环族环氧树脂为4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯或两者的混合物。
所述的环氧树脂组合物的第五优选技术方案，所述蒙脱土为有机胺改性蒙脱土。
所述的环氧树脂组合物的第六优选技术方案，所述酸酐固化剂为HH306或AradurHT5535。
一种所述环氧树脂组合物的制备方法，所述方法包括以下步骤：
1)物料混合：将双酚A型环氧树脂和脂环族环氧树脂于110～120℃下完全熔融，加入蒙脱土后均质搅拌分散1～2h，再依次加入聚氨酯环氧树脂、微米三氧化二铝和酸酐固化剂，搅拌均匀；
2)成型：将步骤1)所得混合物料浇注到预热至100～120℃的模具中，抽真空脱泡0.5～1.5h，再于120～160℃下固化5～10h，自然冷却至室温，得所述环氧树脂组合物。
和最接近的现有技术比，本发明具有如下有益效果：
1)本发明针对双酚A型环氧树脂韧性不足，通过引入脂环族环氧和聚氨酯型环氧树脂，制得的环氧树脂组合物，保证了其优异的抗冲击性能、弯曲性能、抗应力开裂性能、电学性能及耐热性；
2)本发明通过预先在环氧树脂中加入插层有机胺改性蒙脱土得到纳米蒙脱土环氧体系，再与微米三氧化二铝颗粒形成微纳共参填料体系，形成增强增韧的环氧树脂组合物；
3)本发明的环氧树脂三元共混体系，在提高耐热性的同时，体系的冲击韧性、弯曲性能和电学性能都有的提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明。
实施例1
在反应釜中加入100份的E-39D，加热至120℃使其全部熔融，然后加入20份4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯，再加入5份有机胺改性蒙脱土。均质搅拌分散1.5小时使蒙脱土分散在环氧树脂中，然后把10份聚氨酯环氧树脂加入体系搅拌均匀后，加入350份Al2O3，搅拌均匀，最后加入50份酸酐固化剂HH306继续搅拌均匀。将共混物浇注到在110℃预热好的模具中，抽真空脱泡1小时，升温到140℃固化6小时之后关闭烘箱，使其自然冷却至室温，得到环氧树脂组合物。
实施例2
在反应釜中加入100份的E-39D，加热至120℃使其全部熔融，然后加入20份六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯，加入5份有机胺改性蒙脱土。均质搅拌分散1.5小时使蒙脱土分散在环氧树脂中，然后把10份聚氨酯环氧树脂加入体系搅拌均匀后，加入350份Al2O3，搅拌均匀，最后加入50份酸酐固化剂Aradur HT5535继续搅拌均匀。将共混物浇注到在110℃预热好的模具中，抽真空脱泡1小时，升温到140℃固化6小时之后关闭烘箱，使其自然冷却至室温，得到环氧树脂组合物。
实施例3
在反应釜中加入100份的E-39D，加热至120℃使其全部熔融，然后加入25份4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯，加入3份有机胺改性蒙脱土。均质搅拌分散1.5小时使蒙脱土分散在环氧树脂中，然后把10份聚氨酯环氧树脂加入体系搅拌均匀后，加入350份Al2O3，搅拌均匀，最后加入50份酸酐固化剂Aradur HT5535继续搅拌均匀。将共混物浇注到在110℃预热好的模具中，抽真空脱泡1小时，升温到140℃固化6小时之后关闭烘箱，使其自然冷却至室温，得到环氧树脂组合物。
实施例4
在反应釜中加入100份的E-39D，加热至120℃使其全部熔融，然后加入15份六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯，加入8份有机胺改性蒙脱土。均质搅拌分散1.5小时使蒙脱土分散在环氧树脂中，然后把10份聚氨酯环氧树脂加入体系搅拌均匀后，加入350份Al2O3，搅拌均匀，最后加入50份酸酐固化剂HH306继续搅拌均匀。将共混物浇注到在110℃预热好的模具中，抽真空脱泡1小时，升温到140℃固化6小时之后关闭烘箱，使其自然冷却至室温，得到环氧树脂组合物。
实施例5
在反应釜中加入100份的E-39D，加热至120℃使其全部熔融，然后加入30份4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯，再加入6份有机胺改性蒙脱土。均质搅拌分散1.5小时使蒙脱土分散在环氧树脂中，然后把5份聚氨酯环氧树脂加入体系搅拌均匀后，加入300份Al2O3，搅拌均匀，最后加入45份酸酐固化剂Aradur HT5535继续搅拌均匀。将共混物浇注到在110℃预热好的模具中，抽真空脱泡1小时，升温到140℃固化6小时之后关闭烘箱，使其自然冷却至室温，得到环氧树脂组合物。
对比例1
在反应釜中加入100份的E-39D，加热至120℃使其全部熔融，然后加入350份Al2O3，搅拌均匀，最后加入50份酸酐固化剂HH306继续搅拌均匀。将共混物浇注到在110℃预热好的模具中，抽真空脱泡1小时，升温到140℃固化6小时之后关闭烘箱，使其自然冷却至室温，得到环氧树脂组合物。
实施例1-5及对比例1所得环氧树脂组合物的性能如表1所示：
表1
Figure BDA0000889066760000041
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种增韧增强的环氧树脂组合物，其特征在于，所述组合物包括按质量份数计的下述组份：E-39D环氧树脂90-110、4,5-环氧环己烷-1,2-二甲酸二缩水甘油酯、六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯或两者的混合物10-30、聚氨酯环氧树脂5-15、有机胺改性蒙脱土2-10、微米三氧化二铝300-400和HH306或Aradur HT553520-60；
所述环氧树脂组合物的制备方法包括以下步骤：
1)物料混合：于110～120℃下的双酚A型环氧树脂和脂环族环氧树脂的熔融物中加入蒙脱土搅拌1～2h后，加入聚氨酯环氧树脂、微米三氧化二铝和酸酐固化剂，搅拌均匀；
2)成型：将步骤1)所得混合物料浇注到100～120℃的模具中，真空脱泡0.5～1.5h后，120～160℃下固化5～10h，冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的环氧树脂组合物，其特征在于，双酚A型环氧树脂95-105、脂环族环氧树脂15-25、聚氨酯环氧树脂8-12、蒙脱土4-6、微米三氧化二铝330-365和酸酐固化剂35-60。
3.根据权利要求2所述的环氧树脂组合物，其特征在于，双酚A型环氧树脂100、脂环族环氧树脂20、聚氨酯环氧树脂10、蒙脱土5、微米三氧化二铝350和酸酐固化剂50。
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