[发明专利]一种双重网络交联型环氧树脂及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明属于环氧树脂技术领域，具体涉及一种双重网络交联型环氧树脂。同时，本发明还涉及该双重网络交联型环氧树脂的制备方法。

背景技术

环氧树脂是一种重要的热固性树脂，是普通高分子复合材料中应用范围最为广泛的材料之一。环氧树脂不仅具有良好的粘结性能、涂覆性能、力学性能、耐磨性能和电绝缘性能，而且其化学性能稳定，耐腐蚀性良好，热稳定性良好，以及收缩率低、易于加工成型、价格低廉。环氧树脂一类重要的热固性树脂，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。

随着高性能树脂基复合材料应用领域的不断拓展，尤其在航空航天领域，由于使用环境条件苛刻，对基体环氧树脂的耐热性提出了更为严格的要求。现有的通用型环氧树脂作为基体树脂所制备玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维增强复合材料耐热性已不能满足较高温度使用环境要求。因而，开发耐热型的环氧树脂具有十分重要的意义和应用价值。

在环氧树脂的分子主链上引入刚性基团是增加环氧树脂耐热性的有效手段，这类刚性基团包括苯环、稠环、脂肪族多环、含氮杂环结构等，可以提高环氧树脂的耐热性能。然而，单纯在环氧树脂分子结构中引入刚性基团，尽管大尺寸刚性基团能抑制分子的热运动，但较为松散的交联结构仍限制了耐热性的进一步提升。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种固化物玻璃化转变温度高、热分解温度高、阻燃性能好的的双重网络交联型环氧树脂。同时，本发明还提供该双重网络交联型环氧树脂的制备方法。

本发明所采用的技术方案如下：

一种双重网络交联型环氧树脂，所述环氧树脂为基于萘环结构含环氧基和马来酰亚胺基的双重网络交联型结构，其通式如下：

所述环氧树脂的环氧当量为300-392 g/mol。

同时，本发明还提供了该双重网络交联型环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

（1）取12-20重量份马来酰亚胺、16-32重量份5-氨基-1-萘酚，在50-72重量份溶剂中混合反应，反应温度为70℃-160℃，反应时间为2-10h，反应结束降温后脱除溶剂及未反应原料，得到5-马来酰亚胺基-1-萘酚；

（2）取步骤（1）制得的5-马来酰亚胺基-1-萘酚40-50重量份以及多聚甲醛5-20重量份，在30-60重量份溶剂中混合反应，反应温度为100℃-120℃，反应为2-10h后，降温冷却后加入40-60重量份环氧氯丙烷、0-15重量份助溶剂和0.5-3重量份相转移催化剂，混合均匀得透明溶液，再缓缓加入12-15重量份氢氧化钠，于45℃-125℃条件下反应4-8h，反应结束降温过滤除去生成的氯化钠，水洗减压蒸馏除去未反应的环氧氯丙烷及溶剂，即得到双重网络交联型环氧树脂（5-马来酰亚胺基-1-萘酚缩水甘油醚酚醛环氧树脂）。

其工艺路线如下所示：

在上述技术方案的基础上，上述步骤（1）和步骤（2）的溶剂为苯、甲苯、二甲苯和甲基异丁基酮的一种或几种。

上述步骤（2）的助溶剂为异丙醇。

上述步骤（2）的相转移催化剂为苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵和乙基三苯基溴化铵的一种或任意几种的混合物。

釆取以上的技术方案后，本发明的有益效果如下：

1、本发明的一种双重网络交联型环氧树脂为基于萘环结构含环氧基和马来酰亚胺基的双重网络交联型结构，其分子结构富含芳香环平面共轭双键，局部排列规整且易于堆积，可抑制链段运动，同时在固化交联时，能形成环氧开环和酰亚胺碳碳双键聚合两种交联网络，大幅度增加了树脂的交联密度，具有优异的耐热性能。固化物玻璃化转变温度高、热分解温度高、阻燃性能好，在复合材料技术领域应用范围广泛。

2、本发明采用马来酸亚胺、5-氨基-1-萘酚和环氧氯丙烷为主要原料进行制备，制备成本低廉，工艺简单；制备反应过程无需进行副产物分离，适用于工业化生产。

具体实施方式

以下实施例进一步阐明本发明内容，但不用于限制本发明的范围。

 

实施例1