[发明专利]一种热固性聚酯酰胺改性纳米CaCO3

说明书

本发明涉及热固性树脂技术领域，公开了一种热固性聚酯酰胺改性纳米CaCO₃增韧环氧树脂及其制备方法，本发明合成了直链的聚酯酰胺，能够保持环氧树脂的热稳定性，并在聚酯酰胺的两端引入了含有P‑OH的磷酸酯基团，能够与环氧树脂上的环氧基团发生加成反应，促进了聚酯酰胺与环氧树脂形成交联的互穿网络结构，且磷酸酯基团还能够起到促进成炭作用，并由于极性酰胺键的存在，能够提高与环氧树脂形成的互穿网络结合的紧密程度，从而很好的改善环氧树脂的韧性，而接枝改性后的纳米CaCO₃，能够有效的在受到外力时起到分散应力、产生银纹、屈服树脂基体吸收大量能量的作用，从而达到增韧的目的，得到热稳定性能良好、韧性优异的环氧树脂。

技术领域

本发明涉及热固性树脂技术领域，具体为一种热固性聚酯酰胺改性纳米CaCO₃增韧环氧树脂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂使一类常用的热固性树脂，具有优异的力学与电、热性能，因此被广泛的应用于机械、化工、航天航空、电子电气等领域，用途颇为广泛，且价格低廉，而由于其优异的粘结性能，在作为胶黏剂时更是有万能胶的美称，但虽然环氧树脂具有诸多的优点，但普通的环氧树脂却有着韧性低，易脆裂的缺点，因此对环氧树脂的增韧改性一直是环氧树脂领域的研究热点之一，而对其增韧的方法有无机刚性粒子增韧、超支化空穴增韧、外加树脂互穿网络增韧等方式，其中无机刚性粒子增韧和外加树脂互穿网络增韧都是较为常用的增韧方式。

超支化的增韧方式通常工艺更为复杂，且有可能对环氧树脂的热解性能影响较大，无机刚性粒子通常由于其纳米结构以及与环氧树脂相容性的问题，分散性较差，因此成本更为低廉的外加树脂互穿网络的方式，也是一种很好的增韧方式，通过合成直链端磷酸酯基的聚酯酰胺树脂，能够通过端磷酸酯基与环氧树脂反应，且极性酰胺键也能够更好的形成互穿网络，起到对环氧树脂增韧的效果，并且接枝无机刚性粒子纳米CaCO₃还能够进一步的改善环氧树脂的韧性，同时也能够改善纳米CaCO₃的分散性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种热固性聚酯酰胺改性纳米CaCO₃增韧环氧树脂及制法及应用，解决了环氧树脂韧性较差以及纳米CaCO₃的分散性较差的问题。

为实现上述目的，本发明是通过如下方案实现的：

一种热固性聚酯酰胺改性纳米CaCO₃增韧环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

(1)羟基封端聚酯酰胺的制备：在三乙二醇中依次加入1,4-丁烯二醇、对苯二甲酸、尿素与Sb₂O₃，搅拌混合后分阶段进行聚合反应，反应完毕后降温、出料、洗涤、真空干燥，即得到所述的羟基封端聚酯酰胺；

(2)氨基化纳米CaCO₃的制备：向反应容器中依次加入纳米CaCO₃、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、去离子水与无水乙醇，超声分散，加热至60-80℃回流2-6h，待反应结束，过滤、乙醇洗涤、干燥，即得到所述的氨基化纳米CaCO₃；

(3)羟基封端聚酯酰胺改性纳米CaCO₃的制备：将步骤(1)制备的羟基封端聚酯酰胺和步骤(2)制备的氨基化纳米CaCO₃加入到N-甲基吡咯烷酮中，搅拌进行反应，反应完毕后离心、旋蒸、洗涤、真空干燥，即得到所述的羟基封端聚酯酰胺改性纳米CaCO₃；

(4)磷酸酯封端聚酯酰胺改性纳米CaCO₃的制备：将步骤(3)制备的羟基封端聚酯酰胺改性纳米CaCO₃和多聚磷酸加入到N-甲基吡咯烷酮中，搅拌进行反应，反应完毕后加入去离子水进行水解，水解完毕后洗涤、真空干燥，即得到所述的磷酸酯封端聚酯酰胺改性纳米CaCO₃；