[发明专利]环氧化苯乙烯‑丁二烯‑双环庚烯嵌段共聚物及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧化苯乙烯-丁二烯-双环庚烯嵌段共聚物及其制备方法和用途，能够改善热塑性树脂对纤维的浸润性，并使其具备高强度、高耐热等特征，是一种能够改善热固性树脂使其具备可热成型性的共聚物及相应的组合物。属于化工产品技术领域。

背景技术

纤维增强树脂基复合材料通常具有优良的物理、力学、电学、耐化学腐蚀、轻量化等综合性能，并且具有易加工成型的特点，在汽车、电子、电器、医药、建材以及军事领域等行业得都到了快速发展和广泛的应用。

而树脂基复合材料又分为热塑性复合材料和热固性复合材料两大类型。热塑性复合材料除了具备耐化学腐蚀、轻量化等综合性能外，还具有优良韧性、耐冲击性、维修方便以及可重复加工和回收利用等特点，但热塑性复合材料存在热变形温度低、刚性差、耐溶剂和化学药品性差、对纤维材料的浸润性差等问题。热固性复合材料在固化前是小分子结构，对纤维材料浸润效果好，固化具有耐高温、刚性强、耐溶剂和耐化学药品性好等优点，但存在耐冲击性能较差、只能一次成型而无法重复成型加工等问题。

特别是目前碳纤维制品市场，都是采用真空导入、RTM、预浸料手工贴合等传统工艺，经固化成型、打磨、喷涂等作业方式，效率低、良率低、制造成本高、无法工业化大批量生产，大大限制了碳纤维材料的应用和市场推广。

因此，有必要开发一种纤维增强树脂基复合材料，使之具有热固化后具备热塑性和热固性复合材料的优点，并克服它们的缺点。

发明内容

本发明的目的之一，是为了解决热塑性复合材料存在热变形温度低、刚性差、耐溶剂和化学药品性差、对纤维材料的浸润性差等问题及热固性复合材料存在耐冲击性能较差、只能一次成型而无法重复成型加工的问题，提供一种环氧化苯乙烯-丁二烯- 双环庚烯嵌段共聚物，具有刚性强、耐溶剂和化学药品性好、对纤维材料的浸润性好及差等耐冲击性能较好、可重复成型加工等特点。

本发明的目的之二，是为了提供一种环氧化苯乙烯-丁二烯-双环庚烯嵌段共聚物的制备方法。

本发明的目的之三，是为了提供一种环氧化苯乙烯-丁二烯-双环庚烯嵌段共聚物的用途。

本发明的目的之一可以通过如下技术方案达到：

环氧化苯乙烯-丁二烯-双环庚烯嵌段共聚物，其特征在于：

1)由单体物质苯乙烯类化合物、丁二烯、双环庚烯、自由基引发剂和链转移剂经化学反应结合获得，各物质组分在嵌段共聚物的质量百分含量为：苯乙烯类化合物 20-80％，双环庚烯10-60％，丁二烯0.5-5％，自由基引发剂添0.01％-10％，链转移剂 1-5％；

2)所述环氧化苯乙烯-丁二烯-双环庚烯嵌段共聚物中含有2个或以上环氧基团，即可作为单纯的热塑性树脂使用，以及在固化剂条件下有一定的固化交联，具有介于热塑和热固树脂之间的性能。

本发明的目的之一还可以通过如下技术方案达到：

进一步地，所述环氧化苯乙烯-丁二烯-双环庚烯嵌段共聚物用通式(I)表示：

所述苯乙烯类化合物包括具有化学式C6H5CH＝CH2的苯乙烯化合物和由其衍生的化合物，由通式Ⅱ表示，其中每个R基独立地是氢、C1-C9的烷基或烷氧基、溴、磷、DOPO；

所述丁二烯类化合物包括具有化学式CHR＝CR-CR＝CHR的化合物和由其衍生的化合物，由下通式Ⅲ表示，其中每个R1基独立地是氢、甲基、氯、溴或芳香基；其由通式Ⅲ表示：

所述的双环庚烯又可称为(3.2.1)-2-辛烯，其由通式Ⅳ表示：

进一步地，所述的丁二烯类化合物，具体的可以是1,3-丁二烯，2-氯-1,3-丁二烯，2-溴-1,3-丁二烯，2-甲基-1,3-丁二烯，1,4-二苯基-1,3-丁二烯等的一种或几种。

本发明的目的之二可以通过如下技术方案达到：

环氧化苯乙烯-丁二烯-双环庚烯嵌段共聚物的制备方法，其特征在于：

1)制备苯乙烯-丁二烯-双环庚烯嵌段共聚物

1-1)在常压条件下，按质量百分含量将苯乙烯、丁二烯、双环庚烯以及自由基引发剂和链转移剂溶解于聚合溶剂中，制得混合溶液；

1-2)在100-1000转/分钟的搅拌条件下，将步骤1-1)所得混合溶液加热至40-80℃，并在氮气惰性气体的条件下进行反应0.5-6小时，制得苯乙烯-丁二烯-双环庚烯嵌段共聚物溶液；