CN108794987B - 一种高增韧的环氧组合物及其制备方法 - Google Patents

一种高增韧的环氧组合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种增韧的环氧组合物及其制备方法，该环氧组合物按重量份包括：改性介孔材料1.0～2.5g、环氧树脂50g、改性酸酐40～60g、促进剂0.1～1.5g，所述改性酸酐包括聚癸二酸‑酐20～30g和其他酸酐20～30g；所述其他酸酐选自甲基六氢邻苯二酸酐、甲基四氢邻苯二酸酐、甲基纳迪克酸酐、纳迪克酸酐中的一种或多种；所述环氧树脂选自双酚A类环氧树脂、脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或多种。本发明采用了环氧树脂，表面环氧改性的介空二氧化硅、稀释剂、固化剂、促进剂形成的配方体系，可以达到提高环氧固化体系的拉伸强度和断裂伸长率的目的。

Description

一种高增韧的环氧组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及环氧树脂技术领域，特别涉及一种高增韧的环氧组合物及其制备方法。
背景技术
环氧树脂的应用在增韧方面的应用不单纯是提高储能模量，特别是对提高冷热冲击，力学适应性等方面存在诸多要求。例如：提高环氧树脂与粘结基底的尺寸适应性可望降低冷热冲击过程中的应力集中问题，以此降低环氧的开裂或者环氧树脂从基体的剥落。
通常环氧树脂刚性较强，容易发生脆断，抗冷热冲击性能较差，为了提高环氧树脂韧性办法是向环氧树脂中加入弹性体或者充填无机粉体，但是，添加物很可能会降低粘结性能，进而难以同时平衡刚性和剥离性，本发明基于此而研发。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高增韧的环氧组合物及其制备方法，可以平衡环氧树脂刚性和剥离性，实现了环氧树脂的拉伸强度和断裂伸长率方面体现了良好的适应性。
为了实现上述目的，本发明具体技术方案如下：
一种高增韧的环氧组合物，按重量份包括：改性介孔材料1.0～2.5g、环氧树脂50g、改性酸酐40～60g、促进剂0.1～1.5g。
较佳地，所述改性酸酐包括聚癸二酸-酐20～30g和其他酸酐20～30g。
较佳地，所述其他酸酐选自甲基六氢邻苯二酸酐、甲基四氢邻苯二酸酐、甲基纳迪克酸酐、纳迪克酸酐中的一种或多种。
较佳地，所述环氧树脂选自双酚A类环氧树脂、脂肪族环氧树脂、脂环族环氧树脂中的一种或多种。
较佳地，所述促进剂选自2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、三乙烯二胺、2-乙基-4甲基咪唑、1,8-二氮杂-双环[5.4.0]十一烯-7中的一种或多种。
本发明还提供上述高增韧的环氧组合物的制备方法，包括如下步骤：
(1)、将0.5g十六烷基三甲基溴化铵溶解在80℃下恒温水浴的240g蒸馏水中，充分搅拌1h后，加入0.14g氢氧化钠和2.16g 1,3,5-三甲苯，再将混合物充分搅拌后，加入2.33g正硅酸乙酯，继续搅拌2h后过滤，得到的固体产物加入100g乙醇与2g 65wt.％的浓硝酸搅拌2h，再过滤、洗涤、24h干燥后得到介孔材料；
(2)、介孔材料经过160℃干燥24h后，取2g干燥介孔材料和2gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，加入到130g无水乙醇中，经过600W、22kHz超声波震荡30min后，再使用蒸发法，将所得物在50℃条件下，真空干燥24h，得到改性介孔材料；
(3)、将改性介孔材料1-2.5g，加入到50g环氧树脂、40-60g改性酸酐、0.1-1.5g促进剂的混合剂中，经过热固化得到介孔/环氧树脂增韧复合材料。
较佳地，所述步骤(3)中：改性介孔材料与聚癸二酸酐联合作为添加剂，分别加入到环氧树脂和酸酐之中，改变了环氧固化物的拉伸强度和锻炼伸长率。
采用本发明的技术方案，具有以下有益效果：本发明采用了环氧树脂，表面环氧改性的介空二氧化硅、稀释剂、固化剂、促进剂形成的配方体系，可以达到提高环氧固化体系的拉伸强度和断裂伸长率的目的。
具体实施方式
以下具体实施例，对本发明进一步说明。
实施例1
双酚F二缩水甘油醚(BPF，环氧值为0.61)，甲基六氢苯酐(MeHHPA)，2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚(DMP-30)，改性介孔氧化硅(MP)，聚癸二酸(PSPA)按照下表进行混合。混合物置于离心机中在3000r/min的转速下保持3min脱除气泡，再将树脂倒入模具中，将模具放入烘箱中85℃条件下固化2.5h，再升温至125℃固化3.5h，取出冷却即可。并测试所得产物的力学性能。具体实验配比和力学性能见下表：
Figure BDA0001701886910000031
实施例2
双酚A二缩水甘油醚(BPA，环氧值为0.55)，甲基四氢苯酐(MeTHPA)，三乙烯二胺(DABCO)，改性介孔氧化硅(MP)，聚癸二酸(PSPA)按照下表进行混合。混合物置于离心机中在3000r/min的转速下保持3min脱除气泡，再将树脂倒入模具中，将模具放入烘箱中85℃条件下固化2.0h，再升温至125℃固化2.0h，取出冷却即可。并测试所得产物的力学性能。具体实验配比和力学性能见下表：
Figure BDA0001701886910000041
实施例3
3,4-环氧环己基甲基3,4-环氧环己基甲酸酯(2021P，0.78)，甲基四氢苯酐(MeTHPA)，甲基纳迪克酸(MNA)，2-乙基-4甲基咪唑(EMI-2,4)，改性介孔氧化硅(MP)，聚癸二酸(PSPA)按照下表进行混合。混合物置于离心机中在3000r/min的转速下保持3min脱除气泡，再将树脂倒入模具中，将模具放入烘箱中85℃条件下固化2.0h，再升温至150℃固化2.0h，取出冷却即可。并测试所得产物的力学性能。具体实验配比和力学性能见下表：
Figure BDA0001701886910000042
实施例4
六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯(HADE，0.71)，甲基四氢苯酐(MeTHPA)，纳迪克酸(NA)，1,8-二氮杂-双环[5.4.0]十一烯-7(DBU)，改性介孔氧化硅(MP)，聚癸二酸(PSPA)按照下表进行混合。混合物置于离心机中在3000r/min的转速下保持3min脱除气泡，再将树脂倒入模具中，将模具放入烘箱中85℃条件下固化1.5h，再升温至150℃固化2.0h，取出冷却即可。并测试所得产物的力学性能。具体实验配比和力学性能见下表：
Figure BDA0001701886910000051
通过以上实例可以得出结论：同时采用了改性介孔材料和改性酸酐固化剂同时实现了环氧树脂的拉伸强度和断裂伸长率大大提高。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (2)

1.一种高增韧的环氧组合物，其特征在于，按重量份包括：改性介孔材料1.0～1.5g、环氧树脂50 g、改性酸酐50g、促进剂0.1～0.3g；其中，所述改性酸酐包括聚癸二酸-酐20～25g、以及甲基六氢苯酐或纳迪克酸酐25-30g；所述环氧树脂为双酚F二缩水甘油醚或六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯；所述促进剂为2,4,6-三( 二甲胺基甲基)苯酚或1,8-二氮杂-双环[5.4.0]十一烯-7；
其中，所述改性介孔材料为改性介孔氧化硅，其制备方法如下：
（1）、将0.5g十六烷基三甲基溴化铵溶解在80℃下恒温水浴的240g蒸馏水中，充分搅拌1h后，加入0.14g氢氧化钠和2.16g 1,3,5-三甲苯，再将混合物充分搅拌后，加入2.33g正硅酸乙酯，继续搅拌2h后过滤，得到的固体产物加入100g乙醇与2g 65wt.%的浓硝酸搅拌2h，再过滤、洗涤、24h干燥后得到介孔材料；
（2）、介孔材料经过160 ℃干燥24h后，取2g干燥介孔材料和2g γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，加入到130g无水乙醇中，经过600W、22kHz超声波震荡30min后，再使用蒸发法，将所得物在50℃条件下，真空干燥24h，得到改性介孔材料。
2.根据权利要求1所述的高增韧的环氧组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、将0.5g十六烷基三甲基溴化铵溶解在80℃下恒温水浴的240g蒸馏水中，充分搅拌1h后，加入0.14g氢氧化钠和2.16g 1,3,5-三甲苯，再将混合物充分搅拌后，加入2.33g正硅酸乙酯，继续搅拌2h后过滤，得到的固体产物加入100g乙醇与2g 65wt.%的浓硝酸搅拌2h，再过滤、洗涤、24h干燥后得到介孔材料；
（2）、介孔材料经过160 ℃干燥24h后，取2g干燥介孔材料和2g γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，加入到130g无水乙醇中，经过600W、22kHz超声波震荡30min后，再使用蒸发法，将所得物在50℃条件下，真空干燥24h，得到改性介孔材料；
（3）、将改性介孔材料1-1.5g，加入到50g环氧树脂、50g改性酸酐、0.1-0.3g促进剂的混合剂中，经过热固化得到介孔/环氧树脂增韧复合材料；
其中，所述改性酸酐包括聚癸二酸-酐20～25g、以及甲基六氢苯酐或纳迪克酸酐25-30g；所述环氧树脂为双酚F二缩水甘油醚或六氢邻苯二甲酸双缩水甘油酯；所述促进剂为2,4,6-三( 二甲胺基甲基)苯酚或1,8-二氮杂-双环[5.4.0]十一烯-7。
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