CN114957924A - 低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料及其制备方法,采用包括以下质量份的原料制成:A组分:固态环氧树脂60~90份,水0.5~10份,硅烷系偶联剂0~3份,固化剂5~20份,促进剂0~5份;A组分的总份数为100份;B组分:液态环氧树脂0~20份,改性环氧树脂0~20份,低分子单官能团环氧基化合物5~20份,湿法空心玻璃微珠5~20份,热膨胀微球3~60份,填料0~3份;B组分的总份数是100份;所述A组分和B组分的质量比为1:(0.8~1.2)。本发明的环氧树脂发泡体由柔性的闭合气泡提供支撑;由其制成的撑体芯材具有良好的弹性、韧性和二次发泡的微膨胀支撑力。
Description
技术领域
本发明属于环氧树脂发泡材料领域,具体涉及一种低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料及其制备方法。
背景技术
发泡材料是通过物理或化学的方法引入惰性气体并均匀的分散在聚合物基体中,形成直径为5μm~200μm的泡孔。常见的发泡材料有聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乳酸、环氧树脂、聚氨酯等。其中环氧树脂发泡材料因在耐候性、强度、环保性上的优越性能,被大规模应用在浮体材料、保温隔热材料、电子封装、汽车零部件、军工、纤维增强复合材料内置支撑等领域。
环氧树脂发泡材料是指以环氧树脂为基体,加入固化剂、发泡剂、促进剂、稀释剂、填料等,再经过一定的发泡工艺制成的发泡材料。根据发泡剂发泡原理不同可分为化学发泡法、物理发泡法和物理化学结合发泡法;根据发泡材料的物理形态分为液体发泡材料和固体发泡材料;根据发泡过程控制又分为一步法和两步法发泡材料。
化学发泡法一般采用偶氮二甲酰胺(发泡剂AC)或4,4'-氧代双苯磺酰肼(发泡剂OBSH)进行一步法化学发泡,该技术从2010年开始在各个环氧发泡体中广泛应用。例如专利文献CN107400335A采用OBSH发泡剂,再添加石墨烯和氧化锌作为耐磨和耐高温性填料制成的密度低、高强度的发泡芯材。但是采用化学发泡法制备的环氧发泡材料,存在泡孔尺寸较大、泡孔分布也不均匀、容易爆聚、发泡剂残留量超标等问题。如果通过预反应增加体系的粘度可以使泡孔直径减小,但是材料的表观密度会增大,难以制备出泡孔均匀的微孔发泡材料;而过大的增加体系的粘度又会使得环氧树脂流动性差,成型时容易引入过多的空气泡,使得制品中存在较大空气孔,影响制品的质量。
物理发泡法一般采用水、酒精等低沸点溶剂或超临界CO2等液体或气体发泡剂,结合发泡工艺形成物理发泡。但直接采用液体或气体物理发泡的话,不仅生产工艺复杂严苛,而且泡孔分布不可控,泡孔大小不均匀。所以一般是将液体或气体发泡剂包裹成热膨胀微球加入树脂浆料中,待树脂升温发泡时液体或气体发泡剂再膨胀发泡,在很多领域有所应用。例如:专利文献CN101985512A是采用发泡微球为主要发泡手段制备出了物理可膨胀环氧发泡体。其优点是不用担心泡孔均一问题、体系有较好的回弹性、发泡工艺宽松度大、没有化学发泡剂残留造成二次鼓包等问题。但是由于热膨胀微球和树脂体系的粘结性较差、产品强度不佳,发泡体密度低于0.5g/cc就会出现粉化现象,因此该文献的产品密度均大于0.8g/cc,大大的限制了其使用范围。
空心玻璃微球的制备方法有3种:固相粉末法、软化学法和液相雾化法,其中固相粉末法和软化学法均有高温烧结过程,制得的空心玻璃微球为刚性的玻璃体,强度高,碱性低,不吸水不水化,应用非常广泛,绝大部分的空心玻璃微球应用领域均使用这种刚性空心玻璃微球。例如专利文献CN111286159A专利采用热膨胀橡胶微球为发泡剂,在专利CN101985512A的基础上添加了中空玻璃微球作为减密度剂,降低初始的发泡材料密度,制备出0.2~0.3g/cc的轻质发泡发泡芯材,可有效解决 OBSH和AC化学发泡的缺陷,具有良好的产品得率。但其采用的是刚性的干法玻璃微球,发泡体刚性强且偏大偏脆,而橡胶微球又降低了制成品的强度,常出现刚性填料和弹性填料分布不均、局部强度过低等缺陷,制备碳纤维产品需要至少包括3~4层填充物或做A面硅胶支撑壳,否则产品表观纹路扭曲。
液相雾化法采用硅酸钠水溶液、硼酸和强碱液等原料,经喷雾干燥而成;美国专利文献US2797201、US3699050、US3794503、US3796777、 US3888957、US3915735、US4134838、US4141751、US4540629和中国专利文献CN101781083A和CN104402203A均对其进行了详细描述或加以改进。液相雾化法获得的空心玻璃微珠具有低密度、强碱性、强度低、易吸水等缺点,在应用上一直存在很多限制。
发明内容
本发明的目的是提供了一种低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料及其制备方法,以解决现有技术中存在的无法兼具高倍率和低起始密度、以及无法兼具高回弹性和强度等问题,可用于各种具有高强度外壳的产品的内芯。
本发明的目的通过以下技术方案来实现:
一种低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料,其特征在于,采用包括以下质量份的原料制成:
A组分:固态环氧树脂60~90份,水0.5~10份,硅烷系偶联剂0~ 3份,固化剂5~20份,促进剂0~5份;A组分的总份数为100份;
B组分:液态环氧树脂0~20份,改性环氧树脂0~20份,低分子单官能团环氧基化合物5~20份,湿法空心玻璃微珠5~20份,热膨胀微球 3~60份,填料0~3份;B组分的总份数是100份;
所述A组分和B组分的质量比为1:(0.8~1.2)。
所述固态环氧树脂是指采用一步水洗法制备的双酚A环氧树脂或氢化双酚A型环氧树脂,其玻璃化温度Tg为12~105℃,环氧值为0.08~ 0.38eq/100g,例如牌号为E-35、E-31、E-20、E-14、E-10中的一种或几种;
所述硅烷系偶联剂为氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂、丙烯酰氧基硅烷偶联剂中的一种或几种,优选为氨基硅烷偶联剂;所述氨基硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三甲氧基硅烷(牌号A-1110)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(牌号KH550)、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷(牌号A-1120)、 N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯胺基甲基三乙氧基硅烷、苯胺基甲基三甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷(牌号A-1130),更优选的为KH550;
所述固化剂为双氰胺及其衍生物类、芳香族多元胺复配硼胺络合物、聚醚多元胺固化剂中的一种或几种;
优选的双氰胺为D50介于1~10μm的,分散剂含量低于5%的白色粉末,如马蹄莲生产的H-105、H-106、H-107等;优选的芳香族多元胺复配硼胺络合物为二氨基二苯基砜(DDS)和/或三氟化硼-单乙胺;优选的聚醚多元胺固化剂为多官能团聚醚胺类固化剂中的一种或多种,例如:亨斯迈的聚氧丙烯二胺D400和聚氧丙烯三胺T403;聚氧丙烯二胺D400是一种在主链结构上以氧化丙烷为基本重复链段,伯胺基连接在脂肪族聚醚主链端基的第二个碳原子上,平均分子量约为430的双官能团伯胺,聚氧丙烯三胺T403是一种在主链结构上以氧化丙烷为基本重复链段,伯胺基连接在脂肪族聚醚主链端基的第二个碳原子上,平均分子量约为440的三官能团伯胺;
所述促进剂为有机脲类促进剂、咪唑类促进剂中的一种或几种;优选的有机脲类促进剂为3-苯基-1,1-二甲基脲(例如德国赢创UR300)、 N,N”-(4-甲基-1,3-亚苯基)双[N’,N’-二甲脲(例如德国赢创UR500)、3-(4- 氯苯基)-1,1-二甲基脲、3-对茴香基-1,1-二甲基脲、络合高新的双氰胺固化促进剂5050或双氰胺促进剂5200中的一种或几种;优选的咪唑类促进剂为1-甲氨酰基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、4-甲基咪唑或马蹄莲公司生产的M-10改性咪唑类化合物;
所述液态环氧树脂是指环氧值为0.38~1.0eq/100g的双酚A类环氧树脂(例如:E51、E44、AG-80、TED-85)、双酚F类环氧树脂(例如: YDF-161,YDF162)、酚醛类环氧树脂(例如:F-44、F-51)中的一种或几种;
所述改性环氧树脂为有机硅改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、端羟基液体丁腈橡胶改性环氧树脂中的一种或几种,例如:络合高新生产的 EPU-133L、EPSI-3266和EPP-175等;
所述低分子单官能团环氧基化合物为烯丙基缩水甘油醚(AGE)、正丁基缩水甘油醚(BGE)、苯基缩水甘油醚(PGE)、环氧基苯中的一种或几种;
所述湿法空心玻璃微珠为采用硅酸钠水溶液、硼酸和强碱液等原料经液相雾化法制成的空心玻璃微珠,表面采用硅氧烷偶联剂改性,含水率 3%~7%wt、碱离子含量20%~30%wt,D50粒径为40~100μm,振实密度为0.16~0.32g/cc;该湿法空心玻璃微珠的表观流动性极好,在纯水中漂浮率可达≥97%,虽然具有良好的疏水性,但由于碱性极强,吸水后会逐步软化溶解,例如在50wt%的乙醇水溶液中1小时溶解度达30%;
所述热膨胀微球是以热塑性树脂为外壳且在其内部封有发泡剂的结构外壳、受热后会膨胀的热膨胀性塑料颗粒,其发泡温度为110~180℃;例如:阿克苏诺贝尔的Expancel系列产品;
所述填料为包括纳米炭黑、纳米黏土、氢氧化铝填料中的一种或几种。
本发明的第二个目的是提供一种所述的低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将所述A组分中的固态环氧树脂60~90份、水0.5~10份、硅烷系偶联剂0~3份、固化剂5~20份、促进剂1~5份依次加入研磨机中,在50~90℃下研磨1~3小时,得到流体状的浆料A;
(2)将所述B组分中的液态环氧树脂0~20份、改性环氧树脂0~ 20份、单官能团低分子环氧基化合物5~20份、湿法空心玻璃微珠5~20 份、热膨胀微球3~60份及其它助剂和填料等放入研磨机中,在40~100℃下研磨均匀,得到的填料B;
(3)将30~70份所述浆料A加入到密炼机中,升温到50~80℃后,逐步将30~70份所述填料B加入到所述浆料A中,再在40~70℃下密炼 10~120min,得到所述的环氧树脂发泡材料。
优选地,所述浆料A在60℃时的粘度为5万~50万cP;所述填料B 为在40℃时呈现半流体糊状的粘性浆料;所述环氧树脂发泡材料在35~ 110℃时是一种具有良好可塑性的涨塑性非牛顿流体,在25℃以下为固体;其玻璃化温度Tg为100~145℃,优选为115~130℃。
与现有技术相比,本发明的创新点主要表现如下:
采用一步水化法制备的固态环氧树脂,向其中加入不大于15%的水后,在常温下固态环氧树脂会变成不粘的粘流体状,不仅可以与低分子单官能团环氧基化合物具有较好的相容性,还可以保证带入的水不会发生相分离;经硅氧烷偶联剂表面改性的湿法空心玻璃微珠,硅氧烷和玻璃微珠中硅酸钠以氢键的形式稳定结合,使得空心玻璃微珠在常温常压下属于稳定性极好的疏水亲油微球;因此在常温常压下本发明的环氧树脂发泡材料的性能稳定,可妥善存储。
但当本发明的环氧树脂发泡材料进行高温发泡时,各种环氧树脂和单官能团低分子环氧基化合物相互之间开始发生反应,与固态环氧树脂结合的水被逐渐排出,成为游离状态的水。此时,高温促进了体系中的环氧基和空心玻璃微珠表面的硅氧烷中的端氨基发生反应,使得硅氧烷偶联剂脱离空心玻璃微珠的表面,从而导致空心玻璃微珠的硼硅酸钠、硼硅酸钾等强碱性硅酸盐材料裸露;具有强吸水性的强碱性硅酸盐吸收体系中游离的水后,最终导致空心玻璃微珠降解成为纳米级的硼硅酸盐碎片和大量粒径 D50介于10~100μm的闭合气孔。这些游离状态的水,80%以上和硼硅酸盐结合形成结晶水(在150℃下硼硅酸钠带结晶水量可达20%),2%左右直接排出,剩余部分成为小水泡(低沸点发泡剂)分散在体系中。
本发明的独特之处,正是利用了在高温下湿法空心玻璃微珠的表面硅氧烷与环氧树脂反应导致的剥离,以及后续的强碱性硼硅酸盐的吸水降解:空心玻璃微珠的降解,不仅使得环氧树脂发泡体内由玻璃微珠的刚性支撑变成了闭合气泡的柔性支撑;而且在受热后,硼硅酸盐的结晶水会被释放出来作为沸点发泡剂与热膨胀微球的受热膨胀一起为发泡材料提供良好的二次膨胀支撑力和弹性;另外,常温状态下硅酸盐具有吸湿作用,可以提高环氧树脂发泡体的耐候性;因此采用本发明的环氧树脂发泡材料制成的各种支撑体芯材,具有良好的弹性、韧性和二次发泡的微膨胀支撑力。
具体实施方式
本技术领域的一般技术人员应当认识到本实施例仅是用来说明本发明,而并非用作对本发明的限定,只要在本发明的实施范围内对实施例进行变换、变型都可在本发明权利要求的范围内。
本实施例中所用原料均为市售商品。
实施例1~7和对比例1~3的低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料,其原料及配比列于表1(A组分)和表2(B组分)中。
表1实施例1~7和对比例1~3的A组分原料及配比
表2实施例1~7和对比例1~3的B组分原料及配比
实施例1
低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料,其制备过程包括以下步骤:
(1)将A组分中的固态环氧树脂E-14、水、硅烷偶联剂KH550、固化剂H-105、促进剂UR-300依次加入研磨机中,在90℃下研磨2.5小时,得到90℃下为粘稠流体状的浆料A;
(2)将B组分中的液态环氧树脂E-51、改性环氧树脂EPU-133L、单官能团低分子环氧基化合物BGE、湿法空心玻璃微珠(本公司自产的 HY-20,表面采用KH550偶联剂改性)、热膨胀微球阿克苏诺贝尔的 920WUF40、纳米炭黑等放入研磨机中,在80℃下研磨均匀,得到半流体状的填料B;
(3)将浆料A加入到90℃密炼机中,逐步将填料B(浆料A质量的 80%)加入到浆料A中,再在60℃下密炼100min,得到所述的环氧树脂发泡材料。
实施例2
低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料,其制备过程包括以下步骤:
(1)将A组分中的固态环氧树脂E-20、水、KH550偶联剂、固化剂 H-106、促进剂UR-500依次加入研磨机中,在70℃下研磨1小时,得到 50℃下为粘稠流体状的浆料A;
(2)将B组分中的液态环氧树脂E-44、改性环氧树脂EPSi-3266、单官能团低分子环氧基化合物AGE、湿法空心玻璃微珠(本公司自产的HY-20,表面采用KH550偶联剂改性)、热膨胀微球(日本积水SK204/302= 1:1)、纳米炭黑和纳米黏土(质量比1:1)等放入研磨机中,在80℃下研磨均匀,得到半流体状的填料B;
(3)将浆料A加入到80℃密炼机中,逐步将填料B(与浆料A等质量)加入到浆料A中,再在80℃下密炼20min,得到所述的环氧树脂发泡材料。
实施例3
低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料,其制备过程包括以下步骤:
(1)将A组分中的固态环氧树脂E-20、水、KH550偶联剂、固化剂 H-105、促进剂5200和促进剂5050(质量比1:1)混合物依次加入研磨机中,在70℃下研磨1小时,得到50℃下为粘稠流体状的浆料A;
(2)将B组分中的液态环氧树脂AG-80、改性环氧树脂EPSi-3266、单官能团低分子环氧基化合物AGE、湿法空心玻璃微珠(本公司自产的 HY-20,表面采用KH550偶联剂改性)、热膨胀微球日本积水SK204、纳米炭黑和纳米黏土(质量比1:1)等放入研磨机中,在70℃下研磨均匀,得到半流体状的填料B;
(3)将浆料A加入到70℃密炼机中,逐步将填料B(与浆料A等质量)加入到浆料A中,再在80℃下密炼20min,得到所述的环氧树脂发泡材料。
实施例4
低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料,其制备过程包括以下步骤:
(1)将A组分中的固态环氧树脂E-35、水、KH550偶联剂、固化剂 D400和固化剂T403(质量比1:1混合)依次加入研磨机中,在50℃下研磨10min,得到50℃下为粘稠流体状的浆料A;
(2)将B组分中的液态环氧树脂E-44、改性环氧树脂EPU-133L、单官能团低分子环氧基化合物BGE、湿法空心玻璃微珠(本公司自产的 HY-20,表面采用KH550偶联剂改性)、热膨胀微球日本积水SK302及氢氧化铝填料等放入研磨机中,在50℃下研磨均匀,得到半流体状的填料 B;
(3)将浆料A加入到50℃密炼机中,逐步将填料B(与浆料A等质量)加入到浆料A中,再在50℃下密炼20min,得到所述的环氧树脂发泡材料。
实施例5
低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料,其制备过程包括以下步骤:
(1)将A组分中的固态环氧树脂E-20、水、KH550偶联剂、固化剂 DDS,促进剂三氟化硼-单乙胺依次加入研磨机中,在90℃下研磨20min,得到70℃下为粘稠流体状的浆料A;
(2)将B组分中的液态环氧树脂E-44、单官能团低分子环氧基化合物AGE、湿法空心玻璃微珠(本公司自产的HY-20,表面采用KH550偶联剂改性)、热膨胀微球日本积水SK204等放入研磨机中,在50℃下研磨均匀,得到半流体状的填料B;
(3)将浆料A加入到70℃密炼机中,逐步将填料B(与浆料A等质量)加入到浆料A中,再在70℃下密炼20min,得到所述的环氧树脂发泡材料。
实施例6
低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料,其制备过程包括以下步骤:
(1)将A组分中的固态环氧树脂E-20、水、固化剂H-107,促进剂 M-10依次加入研磨机中,在90℃下研磨20min,得到70℃下为粘稠流体状的浆料A;
(2)将B组分中的改性环氧树脂EPU-133L、单官能团低分子环氧基化合物AGE、湿法空心玻璃微珠(本公司自产的HY-20,表面采用KH550 偶联剂改性)、热膨胀微球日本积水SK204等放入研磨机中,在50℃下研磨均匀,得到半流体状的填料B;
(3)将浆料A加入到70℃密炼机中,逐步将填料B(与A等质量) 加入到浆料A中,再在70℃下密炼20min,得到所述的环氧树脂发泡材料。
实施例7
低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料,其制备过程包括以下步骤:
(1)将A组分中的固态环氧树脂E-20、水、固化剂H-105,促进剂 UR-300依次加入研磨机中,在80℃下研磨20min,得到70℃下为粘稠流体状的浆料A;
(2)将B组分中的改性环氧树脂EPSi-3266、单官能团低分子环氧基化合物AGE、湿法空心玻璃微珠(本公司自产的HY-20,表面采用KH550 偶联剂改性)和热膨胀微球日本积水SK204放入研磨机中,在50℃下研磨均匀,得到半流体状的填料B;
(3)将浆料A加入到70℃密炼机中,逐步将填料B(与A等质量) 加入到浆料A中,再在70℃下密炼20min,得到所述的环氧树脂发泡材料。
对比例1
该对比例为专利CN111286159A市售的基本配方,但是合成工艺和专利公布的略有差异,采用无水纯油性树脂体系复配橡胶微球发泡,进行对比:
(1)将A组分中的固态环氧树脂E-10、固化剂双氰胺(市售),促进剂UR-500依次加入研磨机中,在80℃下研磨20min,得到70℃下为粘稠流体状的浆料A;
(2)将B组分中的E-51、单官能团低分子环氧基化合物AGE、无改性干法空心玻璃微珠、热膨胀微球为阿克苏诺贝尔的920WUF40型号微球等放入研磨机中,在70℃下研磨均匀,得到半流体状的填料B;其它填料为PVC粉、液体丁氰橡胶、炭黑、氢氧化铝等。
(3)将浆料A加入到70℃密炼机中,逐步将填料B(与A等质量) 加入到浆料A中,再在70℃下密炼30min,得到所述的环氧树脂发泡材料。
对比例2
该对比例为无水树脂体系,配合干法空心玻璃微珠的技术方案:
(1)将A组分中的固态环氧树脂E-20、固化剂3-(4-氯苯基)-1,1-二甲基脲加入研磨机中,在80℃下研磨20min,得到70℃下为粘稠流体状的浆料A;
(2)将B组分中单官能团低分子环氧基化合物AGE、无改性干法空心玻璃微珠、热膨胀微球为阿克苏诺贝尔的920WUF40型号微球等放入研磨机中,在70℃下研磨均匀,得到半流体状的填料B。
(3)将浆料A加入到70℃密炼机中,逐步将填料B(与A等质量) 加入到浆料A中,再在70℃下密炼30min,得到所述的环氧树脂发泡材料。
对比例3为市售中国台湾汉捷新材料生产的909型号产品。
分别将实施例1~7和对比例1~3的低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料,放入模具中,在25atm压力下,70~150℃升温,升温速度为8℃ /min,每3分钟松抬一次模具放气,150℃下保温5分钟进行模压发泡成型,冷却到70℃取出,分别将制成的5×10×20cm发泡芯材进行测试,结果列于表3中。
表3实施例1~7和对比例1~3的测试结果
由表3可以看出,效果最佳的为实施例3和实施例7,其中实施例3 因为初始密度更低适合做大型发泡芯材;实施列7适合做中小型芯材,在具体使用效果上都很理想。实施例2的表观偶有粉化,所以比实施例3稍差;实施例5的性能状态很好,但是因为初始密度较大,发泡成型芯材密度较低,只能达到0.15~0.2g/cc。实施例4中的含水量较大,出现水发泡和橡胶发泡竞争的现象,可以制备成型的芯材,但是中间出现直径超过 1mm的气泡,此外表面润湿性较好引起了初始粘模的状态,可以使用但是水分偏大。实施例6因为初始Tg较高,操作温度相比3和7要高5~8℃,其它效果基本满足需求。实施例1因为初始Tg过低,表面张力和润湿能力偏大,因此在出模会出现少量黏连,虽然不影响使用但是影响便利。
对比例1为纯油性体系,添加干法双亲空心微珠为初始密度调节剂,导致其发泡倍率低、成型芯材料密度高、脆性大,发泡成品操作过程易破碎掉角。
对比例2为纯油性体系,不添加任何减密度剂,这使得产品不仅脆、而倍率差,稍微大件芯材无法应用。
对比列3为市售产品,无内支撑,且出现大量爆聚烧焦现象,表面扭曲,产品越大后续制品表面扭曲越厉害。
Claims (11)
1.一种低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料,其特征在于,采用包括以下质量份的原料制成:
A组分:固态环氧树脂60~90份,水0.5~10份,硅烷系偶联剂0~3份,固化剂5~20份,促进剂0~5份;A组分的总份数为100份;
B组分:液态环氧树脂0~20份,改性环氧树脂0~20份,低分子单官能团环氧基化合物5~20份,湿法空心玻璃微珠5~20份,热膨胀微球3~60份,填料0~3份;B组分的总份数是100份;
所述A组分和B组分的质量比为1:(0.8~1.2)。
2.根据权利要求1所述的环氧树脂发泡材料,其特征在于,所述固态环氧树脂是指采用一步水洗法制备的双酚A环氧树脂或氢化双酚A型环氧树脂,其玻璃化温度Tg为12~105℃,环氧值为0.08~0.38eq/100g。
3.根据权利要求1所述的环氧树脂发泡材料,其特征在于,所述硅烷系偶联剂为氨基硅烷偶联剂、环氧基硅烷偶联剂和丙烯酰氧基硅烷偶联剂中的一种或几种。
4.根据权利要求3所述的环氧树脂发泡材料,其特征在于,所述氨基硅烷偶联剂包括γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、苯胺基甲基三乙氧基硅烷、苯胺基甲基三甲氧基硅烷、γ-氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的环氧树脂发泡材料,其特征在于,所述固化剂为双氰胺及其衍生物类、芳香族多元胺复配硼胺络合物、聚醚多元胺固化剂中的一种或几种;所述促进剂为有机脲类促进剂、咪唑类促进剂中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的环氧树脂发泡材料,其特征在于,所述液态环氧树脂是指环氧值为0.38~1.0eq/100g的双酚A类环氧树脂、双酚F类环氧树脂、酚醛类环氧树脂中的一种或几种;所述改性环氧树脂为有机硅改性环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、端羟基液体丁腈橡胶改性环氧树脂中的一种或几种;所述低分子单官能团环氧基化合物为烯丙基缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、环氧基苯中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的环氧树脂发泡材料,其特征在于,所述湿法空心玻璃微珠为采用硅酸钠水溶液、硼酸和强碱液等原料经液相雾化法制成的空心玻璃微珠,表面采用硅氧烷偶联剂改性,含水率3%~7%wt、碱离子含量20%~30%wt,D50粒径为40~100μm,振实密度为0.16~0.32g/cc。
8.根据权利要求1所述的环氧树脂发泡材料,其特征在于,所述热膨胀微球是以热塑性树脂为外壳且在其内部封有发泡剂的结构外壳、受热后会膨胀的热膨胀性塑料颗粒,其发泡温度为110~180℃。
9.根据权利要求1所述的环氧树脂发泡材料,其特征在于,所述填料为包括纳米炭黑、纳米黏土、氢氧化铝填料中的一种或几种。
10.根据权利要求1~9任意一项所述的低密度低发泡倍率的环氧树脂发泡材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将所述A组分中的固态环氧树脂60~90份、水0.5~10份、硅烷系偶联剂0~3份、固化剂5~20份、促进剂1~5份依次加入研磨机中,在50~90℃下研磨1~3小时,得到流体状的浆料A;
(2)将所述B组分中的液态环氧树脂0~20份、改性环氧树脂0~20份、单官能团低分子环氧基化合物5~20份、湿法空心玻璃微珠5~20份、热膨胀微球3~60份及其它助剂和填料等放入研磨机中,在40~100℃下研磨均匀,得到的填料B;
(3)将30~70份所述浆料A加入到密炼机中,升温到50~80℃后,逐步将30~70份所述填料B加入到所述浆料A中,再在40~70℃下密炼10~120min,得到所述的环氧树脂发泡材料。
11.根据权利要求10所述的环氧树脂发泡材料的制备方法,其特征在于,所述浆料A在60℃时的粘度为5万~50万cP;所述填料B为在40℃时呈现半流体糊状的粘性浆料;所述环氧树脂发泡材料在35~110℃时是一种具有良好可塑性的涨塑性非牛顿流体,在25℃以下为固体;其玻璃化温度Tg为100~145℃,优选为115~130℃。
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