CN1425709A - 动态固化环氧树脂/聚丙烯共混物的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动态固化环氧树脂/聚丙烯共混物的制备方法，在密炼机、开炼机或螺杆挤出机中，在一定共混温度下，向聚丙烯树脂中依次加入马来酸酐接枝的聚丙烯、环氧树脂、固化剂进行混炼，环氧树脂发生“就地固化”且在高剪切力的作用下，分散成微米级颗粒，均匀地分布在聚丙烯中，提高了聚丙烯的刚性和模量，所制得的共混物可满足工程材料的要求。该方法具有生产工艺简单，加工性能好，适用性强等优点，制备得到的动态固化环氧树脂/聚丙烯共混物，可用作土木建筑、汽车配件、家用电器等材料。

Description

动态固化环氧树脂/聚丙烯共混物的制备方法

技术领域：本发明涉及一种聚合物共混物的制备方法，特别是一种动态固化环氧树脂/聚丙烯共混物的制备方法

背景技术：1962年，美国A.M.Gessler首先提出用动态硫化法制备橡塑共混型热塑性弹性体(US Patent 3,037,954)，后经美国Uniroyal公司的K.Fisher系统研究后，该公司于1972年开发出动态部分硫化元三乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体(USPatent 3,758,643)。80年代初A.Y.Coran在总结前人的基础上提出动态全硫化技术，由美国Monsanto公司开发研究，制得动态全硫化三乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体，并于1982年正式以商品名Santoprene实现了工业化生产。动态全硫化技术是橡胶和塑料在混炼机械中进行熔融共混，然后添加硫化剂和其他配合剂，在共混中橡胶被完全交联后，以分散相分布在塑料中。由于这种热塑性弹性体具有加工成型方便，废料可重复利用，生产效率高，耗能低以及综合性能优良等特点，引起人们极大的兴趣。

动态硫化技术主要应用于橡胶/塑料共混体系，而其应用于热固性树脂/热塑性树脂体系，还未见文献报道。环氧树脂是一种重要热固性树脂，具有优异的粘接性、耐磨性、电绝缘性能、化学稳定性、耐高低温性、较高模量和刚性以及收缩率低、易加工成型等优点，在胶粘剂、电子仪表、轻工、建筑、机械、航天航空、涂料、粘接以及电子电气绝缘材料，先进复合材料基体等领域得到广泛应用。聚丙烯是目前用量最大的一种聚烯烃树脂，具有良好的力学性能，但其刚性和模量不高，难以满足工程材料的要求。为了提高聚丙烯的刚性和模量，通常在其中加入无机填料和玻璃纤维。

发明内容：本发明的目的在于将动态硫化技术应用到环氧树脂/聚丙烯中，提出一种增强聚丙烯的新方法。该方法具有生产工艺简单，加工性能好，适用性强等优点。具有活性基团的马来酸酐接枝的聚丙烯可以与环氧树脂中羟基和环氧基团发生反应，促进了环氧树脂与聚丙烯的相容性，加入固化剂后，由于在高剪切力的作用下，环氧树脂“就地固化”并分散成微米级颗粒，均匀地分布在聚丙烯中，极大地提高了聚丙烯的刚性和模量。

本发明动态固化环氧树脂/聚丙烯共混物的制备方法，是在密炼机、开炼机或螺杆挤出机中，在190-200℃的共混温度下，向聚丙烯树脂中依次加入马来酸酐接枝的聚丙烯、环氧树脂、固化剂进行混炼。其中所用的聚丙烯为均聚聚丙烯，其用量为50～85重量份，马来酸酐接枝的聚丙烯(PP-MA)的用量为0～15重量份，环氧树脂用量为5～50重量份，固化剂用量为0.1～10重量份，共混时间为7～15min，得到动态固化环氧树脂/聚丙烯共混物。

本发明中使用的环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚型(分子量＞500)，双酚F二缩水甘油醚型(分子量＞500)以及线型酚醛多缩水甘油醚型环氧树脂(分子量＞400)。

本发明使用的固化剂为二氰胺，咪唑化合物(2-甲基咪唑，2-乙基-4-甲基咪唑(EMI-2，4)等)和二酰肼化合物(己二酸二酰肼，间苯二酸二酰肼，葵肼等)。

本发明制得的动态固化环氧树脂/聚丙烯共混物，性能稳定，适用性强，可满足工程材料的要求，可用作土木建筑、汽车配件、家用电器等材料。本发明所提供的制备方法操作方便，工艺简单，有良好的工业化前景。与传统无机填料和玻璃纤维增强聚丙烯相比，本发明制得的材料，在刚性和模量不降低的条件下，拉伸强度和冲击强度稍有提高。

具体实施方式：下面的实施实例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明。实施例1-7动态固化环氧树脂/聚丙烯共混物的制备方法

按表-1中的配方，在190℃的温度下，在密炼机或开炼机中首先加入聚丙烯，然后依次加入PP-MA、环氧树脂(双酚A二缩水甘油醚型，牌号：DGEBA)、2-乙基-4-甲基咪唑(EMI-2，4)，在共混过程中环氧树脂发生固化反应，并在高剪切力作用下，分散呈颗粒状分布在聚丙烯中。将制得的共混物用平板硫化机模压成片。按标准尺寸裁制样条，试样分别按ASTM D638，ASTM D790，ASTM D256标准测试拉伸、弯曲、冲击等性能指标。测试结果如表-1所示。

                                  表-1实例              1        2       3       4       5       6      7配方(重量份数)聚丙烯            85       80      70      60      40      95     100环氧树脂(DGEBA)   5        10      20      30      50PP-MA             10       10      10      10      10EMI-2，4          0.2      0.4     0.8     1.2     2CaCO₃                                                     5物理机械性能冲击强度，J/m     33       36      33      42      34      24     30拉伸强度，MPa     34.8     35      34.2    33.1    35.2    32.1   30.6断裂伸长率，％    10.6     6.9     4.3     3.6     3.0     142    450弯曲模量，MPa     1785     1808    1926    2003    2227    1675   1245实施例8-14动态固化环氧树脂/聚丙烯共混物的制备方法按表-2中的配方，在190℃的温度下，在密炼机或开炼机中首先加入聚丙烯，然后依次加入PP-MA、环氧树脂(双酚A二缩水甘油醚型，牌号：DGEBA)、二氰胺固化剂，在共混过程中环氧树脂动态固化。试样制备和测试标准按实例1-7进行操作。测试结果如表-2所示。

                            表-2实例                 8       9       10      11      12      13      14配方(重量份数)聚丙烯               85      80      70      60      40      85      95环氧树脂             5       10      20      30      50      10PP-MA                10      10      10      10      10二氰胺               0.1     0.4     0.8     1.2     2蒙脱土                                                       5玻璃纤维                                                             5物理机械性能冲击强度，J/m        28      29      29      30      29      26      23拉伸强度，MPa        34.0    33.5    34.9    33.8    35.2    33.4    31.4断裂伸长率，％       6.5     5.6     8.2     3.2     3.0     21      15弯曲模量，MPa        1714    1767    1865    2040    2210    1675    1696

Claims (3)

1.动态固化环氧树脂/聚丙烯共混物制备方法，其特征在于，在密炼机、开炼机或螺杆挤出机中，在190-200℃的共混温度下，向聚丙烯树脂中依次加入马来酸酐接枝的聚丙烯、环氧树脂、固化剂进行混炼，其中所用的聚丙烯为均聚聚丙烯，其用量为50～85重量份，马来酸酐接枝的聚丙烯(PP-MA)的用量为0～15重量份，环氧树脂用量为5～50重量份，固化剂用量为0.1～10重量份，共混时间为7～15min，得到动态固化环氧树脂/聚丙烯共混物。

2.动态固化环氧树脂/聚丙烯共混物制备方法，其特征在于，所用的环氧树脂为双酚A二缩水甘油醚型，分子量＞500；双酚F二缩水甘油醚型，分子量＞500；线型酚醛多缩水甘油醚型环氧树脂，分子量＞400。

3.动态固化环氧树脂/聚丙烯共混物制备方法，其特征在于，所用的固化剂为二氰胺，2-甲基咪唑，2-乙基-4-甲基咪唑，已二酸二酰肼，间苯二酸二酰肼，葵肼。