CN114316516A

CN114316516A - 增韧环氧树脂的配方及其制备方法

Info

Publication number: CN114316516A
Application number: CN202111670660.7A
Authority: CN
Inventors: 朱行春
Original assignee: Guangzhou Huili Electronic Material Co ltd
Current assignee: Guangzhou Huili Electronic Material Co ltd
Priority date: 2021-12-31
Filing date: 2021-12-31
Publication date: 2022-04-12

Abstract

本发明公开了一种增韧环氧树脂配方和制备方法，将双酚A环氧70～85％、聚乙二醇1～10％、苯甲醇10～25％和环氧基硅烷偶联剂0.1～5％置于反应釜中，进行加热反应6小时，60℃条件下搅拌，滴加氢氧化钠水溶液，加入苯后加热至55～75℃，添加醋酸进行中和，脱苯制得增韧环氧树脂，实现不降低硬度、玻璃化温度TG和透明度的情况下，提高了胶黏密度、增强了柔韧性、强化了机械强度，同时通过多种体系的反应，使环氧树脂的稀释效果较好，良好增进了环氧树脂固化体系中的韧性效果。

Description

增韧环氧树脂的配方及其制备方法

技术领域

本发明属于化工材料，具体来说是制备环氧树脂的配方，以及制备环氧树脂的方法。

背景技术

环氧树脂是一种高分子聚合物，它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物，由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。

环氧树脂优良的物理机械和电绝缘性能、与各种材料的粘接性能以及其使用工艺的灵活性等，是其他热固性塑料所不具备的。因此它能制成涂料、复合材料、浇铸料、胶粘剂、模压材料和注射成型材料，在国民经济的各个领域中得到广泛的应用。

环氧树脂是一种交联度很高的热固性材料，呈空间三维网状结构，分子链间不易滑动，内应力大，从而导致固化后存在韧性不足，耐冲性较差和容易开裂等缺点，所以增韧环氧树脂一直是环氧树脂领域的研究热门。目前市场上的环氧增韧主要采用化学工艺，化学方法一般会降低硬度和玻璃化温度TG，改变热膨胀系数。

双酚A环氧树脂固化体系，具有粘接强度高、收缩率低、优良的电性能及机械性能等优点，应用非常广泛，但该固化体系的粘度及钢性较大，给使用带来局限，因此急切需合成一种能够改善其弱点的环氧树脂。一般制备方法是由脂肪醇、芳香醇(酚)及环氧氯丙烷在催化剂的作用下与等当量或稍过量的环氧氯丙烷(ECH)发生开环反应，再用碱金属氢氧化物进行闭环反应，再经过适当处理即可的到环氧树脂。用此方法制造的环氧树脂，其与环氧树脂的稀释效果较好，但平均分子量较小，在环氧树脂固化体系中的韧性效果较差。

发明内容

本发明针对上述问题而提出，提供了一种基于化学方法制备出透明高、硬度高、玻璃化温度TG高、柔韧性高的增韧环氧树脂及其制备方法。

本发明解决上述问题所采用的技术方案如下：一种增韧环氧树脂配方，其特征在于包括以下百分比含量：双酚A环氧70～85％、聚乙二醇1～10％、苯甲醇10～25％和环氧基硅烷偶联剂0.1～5％。

进一步地，还包括氢氧化钠和/或苯。

进一步地，所述环氧基硅烷偶联剂是双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯-丙烯酰胺螯合物。

同时，本发明解决上述问题所采用的技术方案如下：一种增韧环氧树脂制备方法，其特征在于包括以下步骤：将双酚A环氧、聚乙二醇、苯甲醇和环氧基硅烷偶联剂置于反应釜中，进行加热反应6小时，60℃条件下搅拌，得到反应体系A；接着，将氢氧化钠配制成质量浓度为28～51％的氢氧化钠水溶液，在40～55℃温度下，向反应体系A中滴加1.8～4.0摩尔份氢氧化钠，在45～65℃温度下维持0.5～3.5小时，得反应体系B；接着，向反应体系B中加入2000～6000ml苯后加热至55～75℃，添加质量浓度≥95％的醋酸进行中和，得反应体系C；接着，反应体系C脱苯制得增韧环氧树脂。

进一步地，所述反应系C在1个大气压下脱苯至110℃，冷却至70℃下，负压脱苯，脱至130℃以上，冷却至100℃，抽滤包装，得到脱苯纯度≥90％的增韧环氧树脂。

本发明实施上述技术方案：通过接入醚键和加成反应苯环，以及添加环氧基硅烷偶联剂，实现不降低硬度、玻璃化温度TG和透明度的情况下，提高了胶黏密度、增强了柔韧性、强化了机械强度，同时通过多种体系的反应，使环氧树脂的稀释效果较好，良好增进了环氧树脂固化体系中的韧性效果。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

增韧环氧树脂的配方是：双酚A环氧、聚乙二醇、苯甲醇、环氧基硅烷偶联剂、氢氧化钠和苯等六种原料。双酚A环氧、聚乙二醇、苯甲醇和环氧基硅烷偶联剂组成增韧环氧树脂反应体系A，环氧基硅烷偶联剂是双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯-丙烯酰胺螯合物，提高胶黏密度，聚乙二醇PEG用来增强体系的韧性，苯甲醇带来低粘度，聚醚链端是提供柔韧性，苯环提供机械强度。

双酚A环氧、聚乙二醇、苯甲醇、环氧基硅烷偶联剂和氢氧化钠组成增韧环氧树脂反应体系B，氢氧化钠的作用调节体系酸碱度，反应体系B使反应体系C能催化。双酚A环氧、聚乙二醇、苯甲醇、环氧基硅烷偶联剂、氢氧化钠和苯组成增韧环氧树脂反应体系C，苯的作用是给体系提供苯环加成反应，反应体系C的作用是脱苯，基于产物的纯净度。

增韧环氧树脂反应体系A有四种不同配方，第一种是双酚A环氧70％、聚乙二醇5％、苯甲醇15％、环氧基硅烷偶联剂5％；第二种是双酚A环氧85％、聚乙二醇1、苯甲醇13％、环氧基硅烷偶联剂1％；第三种是双酚A环氧80％、聚乙二醇10％、苯甲醇8％、环氧基硅烷偶联剂2％；第四种是双酚A环氧70％、聚乙二醇3％、苯甲醇25％、环氧基硅烷偶联剂2％。

增韧环氧树脂的的制备方法是：增韧环氧树脂反应体系A置于反应釜中，进行加热反应6小时，60℃条件下搅拌，从而使A中含有一定的聚醚链端和苯环；接着，将氢氧化钠配制成质量浓度为28～51％的氢氧化钠水溶液，在40～55℃温度下，向反应体系A中滴加1.8～4.0摩尔份氢氧化钠，在0.5～4.5小时内滴加完毕，滴加完毕后在45～65℃温度下维持0.5～3.5小时，得反应体系B；接着，向反应体系B中加入2000～6000ml苯后加热至55～75℃，添加质量浓度≥95％的醋酸进行中和，至PH为6.5～7，得反应体系C；接着，反应体系C在1个大气压下脱苯至110℃，冷却至70℃下，-0.086Mpa减压脱苯，脱至130℃以上，冷却至100℃，抽滤包装，得到脱苯纯度≥90％的增韧环氧树脂。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种增韧环氧树脂配方，其特征在于包括以下百分比含量：双酚A环氧70～85％、聚乙二醇1～10％、苯甲醇10～25％和环氧基硅烷偶联剂0.1～5％。

2.根据权利要求1所述的增韧环氧树脂配方，其特征在于：还包括氢氧化钠。

3.根据权利要求1所述的增韧环氧树脂配方，其特征在于：还包括苯。

4.根据权利要求1所述的增韧环氧树脂及其制备方法，其特征在于：所述环氧基硅烷偶联剂是双(二辛基焦磷酸酰氧基)乙撑钛酸酯-丙烯酰胺螯合物。

5.一种增韧环氧树脂制备方法，其特征在于包括以下步骤：将双酚A环氧、聚乙二醇、苯甲醇和环氧基硅烷偶联剂置于反应釜中，进行加热反应6小时，60℃条件下搅拌，得到反应体系A；接着，将氢氧化钠配制成质量浓度为28～51％的氢氧化钠水溶液，在40～55℃温度下，向反应体系A中滴加1.8～4.0摩尔份氢氧化钠，在45～65℃温度下维持0.5～3.5小时，得反应体系B；接着，向反应体系B中加入2000～6000ml苯后加热至55～75℃，添加质量浓度≥95％的醋酸进行中和，得反应体系C；接着，反应体系C脱苯制得增韧环氧树脂。

6.根据权利要求5所述的增韧环氧树脂制备方法，其特征在于：所述反应系C在1个大气压下脱苯至110℃，冷却至70℃下，负压脱苯，脱至130℃以上，冷却至100℃，抽滤包装，得到脱苯纯度≥90％的增韧环氧树脂。