[发明专利]一种纳米改性环氧树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂及其制备方法，确切地说是一种纳米改性环氧树脂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂具有粘结力强、耐高温、防腐蚀和优异的电绝缘性化等特性，被广泛应用在汽车、船舶、电力以及电子器件等的表面涂层，近年来，消费量以每年30%的速度在增长，市场潜力巨大。但环氧树脂普遍存在抗划痕性能及耐候性能差等缺点。

纳米材料因其具有独特的物理、化学性能，故能大幅度提高环氧树脂产品的表面韧性、硬度以及耐候性等。但由于纳米材料易团聚，加之环氧树脂本身黏度大，致使纳米粒子与环氧树脂聚合不完全，且目前纳米改性环氧树脂研究主要集中在改性材料的应用上，而在提高耐候性的研究上进展较小。   

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种纳米改性环氧树脂及其制备方法，其目的在于解决了纳米材料与环氧树脂聚合难的问题，制备出高耐候性环氧树脂。

本发明采用的技术方案为：

一种纳米改性环氧树脂，包括如下重量百分比的组份：双酚A 20-45份、环氧氯丙烷10-23份、纳米材料1-2.5份、磷钨酸0.7-1.2份、巯基乙酸0.1-0.8份、混合活性稀释剂10-20.5份、混合惰性稀释剂1-7份、溶剂苯2-5份。

所述纳米材料为纳米氧化钛、纳米氧化锌、纳米碳酸钙或者蒙脱土粒子中的任意一种或几种。

所述混合活性稀释剂为二缩水甘油醚、多缩水甘油醚、环氧丙烷苯基醚、环氧丙烷丁基醚、二环氧丙烷乙基醚或三环氧丙烷丙基醚中的任意一种或几种。

所述混合惰性稀释剂为二甲苯、甲苯或丙酮中的任意一种或几种。

一种纳米改性环氧树脂的制备方法，步骤如下：

（a）按配方量称取双酚A、环氧氯丙烷、磷钨酸、巯基乙酸、混合活性稀释剂和混合惰性稀释剂在搅拌状态下混合，使双酚A溶解。

（b）将1/3配方量的溶剂苯滴加至步骤（a）制得的混合液中，控制温度在60-65℃，滴加完毕后，升温至85-95℃，然后筛入2/3配方量的纳米材料，维持反应，待反应完成后，回收环氧氯丙烷；将1/3配方量的溶剂苯滴加至反应液中，同事筛入剩余1/3配方量的纳米材料，保温维持反应；最后滴加剩余1/3配方量的溶剂苯，使树脂溶解，搅拌后静置分层。

（c）将分层液的上层树脂液置于分水锅中，加热至85-95℃，搅拌，静置，放去催化剂液，然后再搅拌使树脂液沸腾回流至无水泡出现，冷却，静置，压滤，将压滤液放入脱水锅中先常压、后减压脱去溶剂苯，得产品。

所述步骤（b）中溶剂苯滴加过程中，控制温度在62℃，滴加完毕后，升温至90℃，保温维持反应30min。

所述步骤（c）中，加热温度至90℃。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一方面，采用“两步法”加入纳米材料制备纳米改性环氧树脂，成功解决了纳米材料与环氧树脂聚合难的问题；另一方面，所得纳米环氧树脂的性能优越，尤其是耐候性，比传统产品提高40%以上，人工耐老化可达1000小时，完全达到户外使用的要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。

本发明中使用的蒙脱土粒子是由浙江粘土化工有限公司生产。

实施例1：纳米TiO₂改性环氧树脂

将45.00g双酚A、23.00g环氧氯丙烷、1.20磷钨酸、0.80巯基乙酸、15.50g混合活性稀释剂（二缩水甘油醚和二环氧丙烷乙基醚混合 ）和1.00g混合惰性稀释剂（甲苯和丙酮混合）在搅拌状态下混合，使双酚A溶解。

将0.85g苯滴加至上步混合液中，控制温度在62℃，滴加完毕后，升温至90℃，然后筛入1.70g纳米材料，维持反应，待反应完成后，回收环氧氯丙烷；将0.85g苯滴加至反应液中，同时筛入剩余0.80g的纳米材料，保温维持反应；最后滴加剩余0.8g苯，使树脂溶解，搅拌后静置分层。

将分层液的上层树脂液置于分水锅中，加热至90℃，搅拌，静置，放去催化剂液，然后再搅拌使树脂液沸腾回流至无水泡出现，冷却，静置，压滤，将压滤液放入脱水锅中先常压后减压脱溶剂苯，得产品。

实施例2：纳米ZnO改性环氧树脂

生产工艺步骤，同实施例1。

实施例3：纳米CaCO₃改性环氧树脂

生产工艺步骤，同实施例1。

实施例1-3所得产品性能测试参数如1所示：