[发明专利]一种环氧树脂改性材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子技术领域，具体涉及一种复合材料用环氧树脂改性材料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂是应用最广泛的工程材料之一，广泛应用于涂料、浇注料、模压料、胶黏剂等领域，但它的质脆、耐冲击性能差的缺点限制了它在某些领域的应用。热塑性聚合物广泛用于环氧树脂增韧，反应诱导相分离是热塑性聚合物增韧环氧树脂的主要机制。通过对固化温度、固化时间及固化工艺的调节，进而实现对最后固化形貌的控制。

对于环氧树脂聚丙烯酸酯增韧体系，如P.M.Remiro等(P.M.Remiro，C.Marieta，C.C.Riccardi，I.Mondragon，Influences of curing conditions on the morphologies of a PMMA-modified epoxy matrix[J].Polymer，2001(42)：9909-9914)对环氧树脂/PMMA固化体系进行了研究，探讨了不同工艺条件对相形貌的影响。E.Schauer等人(E.Schauer，L.Berglund，G.Pena，C.Marieta，I.Mondragon，Morphological variations in PMMA-modified epoxy mixtures by PEO addition[J].Polymer，2002(43)：1241-1248)则研究了相容剂聚环氧乙烷(PEO)的加入对相形貌的影响。但是上述方法制备环氧树脂改性材料是通过预固化过程对其相形貌进行一定控制，然后进行后固化，工艺上具有一定程度的复杂性。同时尽管PEO作为相容剂加入环氧树脂/PMMA体系，当PMMA含量达到10wt％时并未达到双连续相结构，进而会使环氧树脂共混物性能有所下降。

发明内容

本发明旨在通过加入改性剂控制固化过程中的诱导相分离，在相对简单的工艺条件下获得一种具有双连续相或颗粒相形式分散于环氧固化基体中的环氧树脂共混物。本发明另一目的是提供该环氧树脂改性材料的制备方法。

本发明的环氧树脂改性材料，含有10～95重量份的环氧树脂、4～60重量份的聚丙烯酸酯类聚合物、以及1～30重量份的带叔胺基的聚合物。

本发明对于环氧树脂没有特别限定，所述环氧树脂选自于缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、线型脂肪族型环氧树脂、或脂环族型环氧树脂中的一种或几种。本发明对于环氧树脂的环氧值没有特别限定，但是考虑到网络节点减少会导致其性能下降，其环氧值优选为大于0.1eq/100g。同时优选数均分子量小于5000的环氧树脂。当环氧树脂的数均分子量大于5000时，则可能会导致体系粘度高，网络节点少，固化困难。

本发明对于聚丙烯酸酯类聚合物没有特别限定，为了获得较好的增韧效果，聚丙烯酸酯类聚合物优选为聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸丙酯、聚丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸丙酯或聚甲基丙烯酸丁酯中的一种或几种。

本发明对于带叔胺基的聚合物没有特别限定，考虑到带叔胺基聚合物与聚丙烯酸酯类聚合物的相容性及协同增韧性，带叔胺基的聚合物优选为聚2-(二甲氨基)甲基丙烯酸甲酯、聚2-(二乙氨基)甲基丙烯酸甲酯、聚2-(二异丙基氨基)甲基丙烯酸甲酯、聚2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯、聚2-(二乙氨基)甲基丙烯酸乙酯、聚2-(二异丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯或其共聚物中的一种或几种。进一步优选为聚2-(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯、聚2-(二乙氨基)甲基丙烯酸乙酯、聚2-(二异丙基氨基)甲基丙烯酸乙酯或其共聚物中的一种或几种。带叔胺基聚合物用量不应大于聚丙烯酸酯类聚合物用量的一半，避免过多导致环氧改性材料性能变差。

由于叔胺基的存在可以催化环氧的开环聚合，该材料可以不添加其他环氧固化剂就可以实现自催化效果。根据组分中的带叔胺基聚合物的含量及其反应程度决定是否加入固化剂。

本发明还提供上述环氧树脂改性材料的制备方法，将10～95重量份的环氧树脂、4～60重量份的聚丙烯酸酯类聚合物、以及1～30重量份的带叔胺基的聚合物溶于有机溶剂混合均匀，去除有机溶剂，固化得到环氧树脂改性材料。

所述有机溶剂为丙酮、丁酮、二氯甲烷、或四氢呋喃中的一种或几种。

环氧树脂、聚丙烯酸酯类聚合物、以及带叔胺基的聚合物的具体内容如上文中所述。