[发明专利]具有多元醇的聚合物粒子分散液

说明书

技术领域

本发明涉及环氧热固性物。更确切地说，本发明涉及用于环氧热固性物的增韧剂。

背景技术

环氧热固性物由于其高度交联的聚合物网状结构而固有地具有脆性。此类缺点已经使得环氧树脂在其中需要韧性的许多苛刻应用中使用有限。近年来，在复合物、涂层以及电子元件中的新发展需要具有较高热稳定性的环氧热固性物。增加环氧聚合物网状结构的热稳定性常常需要用增加的交联密度进一步收紧聚合物网状结构，产生脆性大得多的聚合物网状结构。

在用于解决所述问题的方法当中，已经尝试将橡胶成分与环氧树脂掺合。这些方法的包括(1)将通过乳液聚合使用非离子乳化剂等制备的部分交联橡胶无规共聚物粒子加热到高于所述乳化剂浊点的温度，进而使之凝结，随后任选地用水洗涤凝结物并且将其与环氧树脂混合，(2)混合橡胶聚合物乳胶液和环氧树脂，并且随后蒸去内含水分以获得混合物，以及(3)在有机溶剂存在下将橡胶聚合物乳胶液与环氧树脂混合以获得混合物。

上述(1)和(2)的方法是将通过凝结而彼此粘着的聚合物粒子分散在粘稠环氧树脂中的方法。因为橡胶聚合物粒子以物理方式彼此接合，所以在与环氧树脂混合时需要具有相当大机械剪切力的粉碎或再分散操作。环氧树脂的较高粘度常常使得均匀地再分散橡胶聚合物粒子较困难。因此，所述方法可能保留未混合的部分，并且在所述未混合部分中有时形成块状聚结物。此外，向粘稠环氧树脂中添加聚合物粒子常常导致粘度进一步增加，导致难以使用分散液。使用环氧反应性稀释剂代替液体环氧树脂可以明显地降低分散液的粘度，但其通常伴随着牺牲其它特性，如热稳定性、机械强度和耐化学性。

上述方法(3)不包括凝结操作，因此可以获得其中橡胶聚合物粒子均匀分散的环氧树脂组合物，但与有机溶剂一起存在于系统中的大量内含水分必须被分离或蒸去。有机溶剂层与水层的分离可能需要长达一天一夜。另外，有机溶剂层和水层实质上难以分离，因为其形成稳定乳化的悬浮液。此外，在通过蒸发去除内含水分的情况下，需要大量的能量，并且另外，通常用于产生橡胶聚合物乳胶液的水溶性杂质(如乳化剂或副起始物质)保持在组合物中而降低品质。

因此，需要具有低粘度的增韧系统，其提供橡胶粒子在环氧热固性基质中的均匀分布。

发明内容

在本发明的一个实施例中，揭示一种组合物，其包含以下、由以下组成或主要由以下组成：a)多元醇组分，所述多元醇组分包含平均分子量为2000到12000并且平均官能度为1.5到6的多元醇；和b)核壳橡胶，所述核壳橡胶包含橡胶粒子核心和外壳层，其中所述核壳橡胶的粒度为0.01μm到0.5μm。

附图说明

图1展示对照物，即基于D.E.R.^TM 383和IPDA的含有7.5重量％核-壳橡胶粒子的比较薄片实例1和含有30重量％分散液实例3的D.E.R.^TM 383与IPDA混合物的粘度曲线。

具体实施方式

多元醇组分

一般来说，多元醇组分包含平均分子量为2000到12000，在另一个实施例中为3000到100000并且在又另一个实施例中为4000到8000的多元醇或多元醇混合物。在多元醇的平均分子量小于2000的情况下，将此类多元醇结合到环氧系统中可能导致较低热和机械特性。在多元醇的分子量大于12000的情况下，分散液的加工特征可能受到不利影响。

一般来说，多元醇组分的平均官能度在1.5到6.0范围内。多元醇组分的平均官能度在另一个实施例中在1.8到5.0范围内，并且在又另一个实施例中在2.0到4.0范围内。如果多元醇的官能度小于1.5，那么将所述多元醇结合到环氧网状结构中可能导致较差的热和机械特性。如果官能度超过6.0，那么将所述多元醇结合到环氧网状结构中可能导致较差抗裂性。

在一个实施例中，多元醇组分包含含有至少5重量％环氧乙烷的多元醇。环氧乙烷在一个实施例中呈封端形式，并且在另一个实施例中可以是嵌段共聚物的区段。