[发明专利]一种正硅酸四乙酯包覆环氧树脂微胶囊及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂微胶囊及其制备方法，尤其涉及一种正硅酸四乙酯包覆环氧树脂微胶囊及其制备方法。

背景技术

微胶囊是利用成膜物质包覆芯材而形成具有核-壳结构的微小容器，它将芯材物质与外界隔离，起到保护、控制释放、提高稳定性、屏蔽气味及降低毒害等作用，因而广泛应用于食品、医药、胶黏剂、涂料、染料、感光材料、相变材料等行业。近年来，微胶囊技术在树脂及其复合材料中得到了应用，已成为高性能材料研究的新方向。

环氧树脂的微胶囊化是指在环氧树脂表面包覆一层均匀的固体囊壁材料，从而达到密封效果。目前，用于制备环氧树脂微胶囊的壁材大多采用脲醛树脂、密胺树脂等，专利CN1927444A及CN102205225A分别公开了一种以脲醛树脂及密胺树脂为壁材的环氧树脂微胶囊。但由于此类壁材的耐热性、耐化学药品性、耐候性及机械性能较差，且此类壁材在使用过程中易释放对环境及人体有害的甲醛等有毒气体，因而在很多领域的应用受到限制。专利CN101560322A公开了一种以聚苯醚为壁材的环氧树脂微胶囊，尽管聚苯醚作壁材可赋予微胶囊较好的耐热性，但耐化学药品性及耐溶剂性下降，不能长久使用。现有的关于环氧树脂微胶囊方面的专利大都采用有机聚合物作囊壁材料，受有机聚合物自身特性的影响，其化学稳定性一般较差，暴露在空气中易变黄甚至开裂。含无机元素的化合物不仅具有好的热稳定性，还具有突出的化学稳定性，故可用来包覆环氧树脂。有机硅具有热稳定性好、耐候、耐氧化、低表面能及介电强度高等优点，常用于环氧树脂的改性。但现有的研究大都采用化学共聚和物理共混两种方法引入有机硅改性环氧树脂，而通过微胶囊技术将有机硅引入环氧树脂体系并增韧改性，目前尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种正硅酸四乙酯包覆环氧树脂微胶囊及其制备方法。

本发明采用以下技术方案：一种正硅酸四乙酯包覆环氧树脂微胶囊，以环氧树脂为芯材，以正硅酸四乙酯在酸性条件下的水解缩聚反应形成壁材包覆环氧树脂得到环氧树脂微胶囊；所述的环氧树脂微胶囊的嚢芯为双酚A型环氧树脂、松香基环氧树脂及萜烯基环氧树脂中的任意一种；正硅酸四乙酯用量为环氧树脂质量的0.5~2倍。

制备所述的正硅酸四乙酯包覆环氧树脂微胶囊的方法，通过如下步骤实现：

第一步，将表面活性剂和环氧树脂在加热搅拌条件下混合均匀，缓慢滴加蒸馏水，制得水包油乳液，表面活性剂的用量为环氧树脂质量的1 %~20 %；所述的表面活性剂为高分子型表面活性剂、非离子型表面活性剂或阴离子型表面活性剂中的任意一种或任意几种的混合物；

第二步，将正硅酸四乙酯置于酸性水溶液中，水浴中加热直至获得透明的预水解物；

第三步，将预水解物滴加到第一步得到的水包油乳液中，调节溶液pH值为2.0~4.0，在转速300~600 rpm下，于40~100 ℃搅拌反应3~6 h，冷却至室温，得到有机硅包覆环氧树脂微胶囊悬浮液，经水洗、抽滤、干燥，得到粉末状环氧树脂微胶囊，正硅酸四乙酯用量为环氧树脂质量的0.5~2倍。

所述的环氧树脂微胶囊的嚢芯为双酚A型环氧树脂、松香基环氧树脂及萜烯基环氧树脂中的任意一种。

所述的非离子型表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、环氧树脂-聚乙二醇4000或环氧树脂-聚乙二醇6000中的任意一种。

所述的环氧树脂-聚乙二醇4000或环氧树脂-聚乙二醇6000为包覆壁材相同的环氧树脂与聚乙二醇4000或聚乙二醇6000按环氧基与羟基物质的量比为1~1.5:1制备的非离子型表面活性剂中的一种。

所述的阴离子型表面活性剂是烷基苯磺酸盐、烷基磺酸盐中的一种。

所述的高分子型表面活性剂为阿拉伯树胶。

第二步的酸性水溶液为盐酸、醋酸或硝酸调节得到。

第三步中均采用盐酸、醋酸或硝酸调节溶液的pH值。

有益效果：

1、制备的环氧树脂微胶囊兼具有机及无机材料的性能，并具有优良的热稳定性及储存稳定性。正硅酸四乙酯无毒无害，形成的环氧树脂微胶囊壁材环境友好。

2、提供了一种环氧树脂增韧改性的新方法。本发明以正硅酸四乙酯为原料，通过水解缩聚反应形成壁材包覆环氧树脂制备环氧树脂微胶囊，既能赋予微胶囊优良的热稳定性及储存稳定性，而且在固化反应过程中破裂的有机硅壁材均匀分布在环氧树脂体系中，对环氧树脂固化物具有增韧作用。

附图说明

图1 松香基环氧树脂微胶囊的光学显微镜图。

图2 松香基环氧树脂微胶囊的扫描电镜图。