[发明专利]一种具有导电开关性能的液晶改性环氧树脂胶黏剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环氧树脂胶黏剂材料技术领域，具体涉及一种具有导电开关性能的液晶改性环氧树脂胶黏剂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂是一种热固性树脂，具有粘接性能好,机械强度高,电绝缘性好,固化收缩性小等优点,广泛应用于机械、电子、航空、航天、化工、交通运输、建筑等领域。但由于固化产物是高交联密度的三维网状结构,材料的耐开裂性、韧性和抗冲击性较差,因而限制了它在一些特殊领域的使用范围，因此需要对环氧树脂进行增韧改性。

高分子液晶与其他增韧聚合物相比，具有更高的物理力学性能和耐热性，用量比热塑性树脂少，还能产生高度的自增强作用。高分子液晶根据形成的条件可分为溶致型液晶高分子和热致型液晶高分子，其中，热致型液晶在结构上含有介晶刚性单元和一部分柔性链段，因此在一定温度区间内形成液晶态。热致型液晶高分子增韧环氧树脂不但可以提高环氧树脂的韧性、机械强度，而且也会提高环氧树脂的玻璃化转变温度，因此这种增韧方法具有很大的应用价值。

中国专利CN100457825C公开的用席夫碱液晶环氧树脂改性环氧树脂的方法，将双酚A型、环烃型、线性酚醛树脂、环氧化植物油、环氧化聚合物的一种或者几种的混合物中加入席夫碱液晶，在100-160℃下熔融共混，再加入固化剂，得到成品。中国专利CN105061710A公开的一种用于环氧树脂增韧的聚氨酯液晶的制备方法，该聚氨酯液晶以对羟基苯甲酸、二氯亚砜、对苯二酚以及六亚甲基为原料，以N,N-二甲基甲酰胺作为溶剂，二月桂二丁基锡作为催化剂，加热反应，沉淀抽滤，洗涤干燥，得到聚氨酯液晶，该聚氨酯液晶具有良好的流动性和较宽的液晶区间，与环氧树脂的相容性好，经聚氨酯液晶增韧改性的环氧树脂复合材料的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度和热分解温度都显著增加。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有导电开关性能的液晶改性环氧树脂胶黏剂及其制备方法，将聚氨酯改性环氧树脂与弯曲液晶相结合，再加入活化碳材料，制备得到导电性能优异、机械性能优异的环氧树脂胶粘剂。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种具有导电开关性能的液晶改性环氧树脂胶黏剂，其特征在于，所述具有导电开关性能的液晶改性环氧树脂胶黏剂包括弯曲形液晶、液晶改性剂和改性环氧树脂，所述弯曲形液晶为弯曲角度为100-150°的棒状形液晶分子，所述棒状形液晶分子中包含酯键，所述液晶改性剂为甲苯二异氰酸酯齐聚物，所述改性环氧树脂为聚氨酯改性的环氧树脂。

作为上述技术方案的优选，所述具有导电开关性能的液晶改性环氧树脂胶黏剂还包括活化的碳纳米管或者纳米石墨片的一种或者两种。

本发明还提供一种具有导电开关性能的液晶改性环氧树脂胶黏剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)将含酯键的弯曲形液晶和甲苯二异氰酸酯齐聚物加入甲醇中，充分搅拌并在60℃下反应2h，生成弯曲形液晶齐聚物；

(2)将步骤(1)制备的弯曲形液晶齐聚物加入环氧氯丙烷的异丙醇，升温至50℃，搅拌回流30min，再加入聚氨酯预聚体，缓慢滴加氢氧化钠溶液调节pH至弱碱性，再滴加2-乙基-4-甲基咪唑和甲基四氢苯酐，高速剪切搅拌均匀，在110-150℃下反应4h，反应后过滤的白色沉淀，用大量水和异丙醇洗涤沉淀，真空烘箱中烘干，得到弯曲形液晶聚氨酯改性环氧树脂；

(3)将步骤(2)制备的弯曲形聚氨酯改性液晶环氧树脂、活化处理的碳材料、固化剂DDS加入到氯仿和四氢呋喃的混合溶剂中溶解，旋转蒸发去除溶剂，得到具有导电开关性能的液晶改性环氧树脂胶黏剂。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(1)中，含酯键的弯曲形液晶和甲苯二异氰酸酯齐聚物的质量比为1:1-2。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，环氧氯丙烷的异丙醇中环氧氯丙烷的质量分数为40-45％。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，聚氨酯预聚体中-NCO/-OH的比例为2-3:1。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(2)中，弯曲形液晶聚氨酯改性环氧树脂中弯曲形液晶齐聚物的质量分数为8-16％。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，活化处理的碳材料包括活化的碳纳米管或者纳米石墨片的一种或者两种。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，活化处理的碳材料为羟基化的碳材料。

作为上述技术方案的优选，所述步骤(3)中，具有导电开关性能的液晶改性环氧树脂胶黏剂中活化处理的碳材料的含量6-12％。