[发明专利]一种反应性液体橡胶-环氧树脂聚合物的制备方法

说明书

技术领域

一种反应性液体橡胶-环氧树脂聚合物的制备方法，涉及到一种用反应性液 体橡胶增韧改性环氧树脂的方法。用反应性液体橡胶与环氧树脂发生反应，生 成的预聚物增韧复合环氧树脂，制备了一种抗冲击性能以及耐弯曲性能突出的 复合环氧树脂。本方法为了保证在以后的工业应用中不会造成环境污染，在合 成过程中不使用任何有机溶剂，完全符合国家“绿色环保”的要求，拓展了环 氧树脂的应用领域。属于改性环氧树脂技术领域。

背景技术

环氧树脂是一类重要的热固性树脂，在聚合物复合材料中应用最为广泛。 由于其具有优异的粘接性能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性 能、耐高低温性能，以及收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点，在胶黏剂、 电子仪表、轻工、建筑、机械、航天航空、涂料、电子电气绝缘材料及先进复 合材料等领域得到广泛应用。然而，由于纯环氧树脂具有高的交联结构，因而 存在质脆，耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点，难以满足工程技术的要 求，使其应用受到一定限制，因此对环氧树脂的改性工作一直是中外研究的热 门课题。

对环氧树脂进行增韧改性，主要有2种方法：添加增韧剂进行物理改性；采 用化学方法进行合成改性。物理改性主要基于在很多环氧树脂体系中，有很多 分子中带有含有羟基和醚键的长脂肪链，分子量很大，将酯类或醚类物质加入 到环氧树脂中可以直接进行物理共混，达到增韧改性环氧树脂的效果。但是这 种方法改性的环氧树脂在使用胺类固化剂时改性效果很不明显。在以前采用得 比较多的是邻苯二甲酸酯类，但是它们容易析出和迁移。而且添加小分子会影 响到制品的电性能以及耐化学性。在环氧树脂体系中，可以采用化学方法直接 对固化剂或者环氧树脂改性，而且对环氧树脂的改性研究最多，效果也最好。 化学改性的方法有橡胶弹性体改性，热塑性树脂改性，液晶聚合物改性，核-壳 结构改性，利用互穿网络(IPN)结构改性，刚性粒子改性，嵌段共聚物，POSS(齐 聚倍半硅氧烷)结构改性等多种方法。

尽管增韧改性的方法很多，但考虑到工业应用的种种要求，用反应性液体 橡胶增韧环氧树脂的体系研究得最深入，最有成效。用于改性环氧树脂的橡胶 需具备两个基本条件：固化前与环氧树脂具有相容性，并且分散性好；在环氧 树脂固化时，能够顺利析出，呈两相结构。目前用于改性环氧树脂的反应性橡 胶品种主要有：端羧基丁腈橡胶(CTBN)、端羟基聚丁二烯丙烯腈橡胶(HTBN)、 聚硫橡胶、液体无规羧基丁腈橡胶、端羟基聚丁二烯橡胶(HTPB)等。

发明内容

本发明的目的是提供一种反应性液体橡胶-环氧树脂聚合物的制备方法，采 用反应性液体橡胶增韧改性环氧树脂，鉴于以前的研究大多集中于采用低分子 量的液体橡胶进行改性环氧树脂，本发明拓展到高分子量的固体环氧树脂，主 要应用范围拓展到了涂料、油墨、粘合剂等。

本发明主要是在环氧树脂中，加入一定比例的液体橡胶，在催化剂的作用 下，高温下反应一定时间，并随时检测反应的进行程度，直到橡胶中的羧基或 羟基与环氧基团反应完全，终止反应，得到了一种改性好的环氧树脂。

本发明的技术方案：一种反应性液体橡胶-环氧树脂聚合物的制备方法，以 重量计在100-200份环氧树脂中，加入5-50份的含羧基或羟基的反应性液体橡 胶作改性剂，0.1-2.0份催化剂，当以含羟基的反应性液体橡胶作改性剂时，需 加入与环氧树脂等重量份的异氰酸酯或酸酐，100-180℃反应2-6小时。

所用的环氧树脂为液体或固体，选用双酚A型环氧树脂或酚醛环氧树脂， 分子量500-3000。

所用的反应性液体橡胶选用端羧基丁腈橡胶(CTBN)、端羟基聚丁二烯丙 烯腈橡胶(HTBN)、聚硫橡胶、液体无规羧基丁腈橡胶、端羟基聚丁二烯橡胶 (HTPB)中的一种或几种的混合物，分子量范围2000-5000。

所用的催化剂为三苯基碘化膦芴、甲基三苯基碘化膦芴、乙基三苯基碘化 膦芴、N，N-二甲基卞胺、丙基四甲基溴化铵、四乙基氯化铵、四丙基氯化铵、 碘化三苯基磷、三甲基苄基氯化铵、三乙基苄基氯化铵、三丙基苄基氯化铵、 三苯基磷、三甲基苄基磷、三乙基苄基磷、三丙基苄基磷、甲基三苯基溴化膦 中的一种。