[发明专利]一种环氧树脂的增韧改性的方法

说明书

本发明提供了一种环氧树脂的增韧改性的方法，包括：利用原子转移自由基聚合反应ATRP在石墨烯的羟基位置上接枝聚合物长链，制备功能化石墨烯；将功能化石墨烯与环氧树脂混合均匀，获得改性的环氧树脂。应用本发明可以有效改善环氧树脂的抗冲击韧性，同时也不会出现两相结构、分散不均匀等影响环氧树脂的固有特性的问题。

技术领域

本申请涉及有机高分子化合物制备技术领域，尤其涉及一种环氧树脂的增韧改性的方法。

背景技术

环氧树脂因其优良的物理机械性能、热稳定性、优越的电性能以及突出的耐化学腐蚀性，已经被广泛地应用于涂料、复合材料、高性能胶粘剂、电绝缘材料和航空、航天等领域。但是，环氧树脂中含有大量的环氧基团，固化后的产物交联密度大，因此存在性脆、抗冲击性差等问题。近年来，对环氧树脂的增韧改性一直是国内外研究的热门课题。

传统的环氧树脂的改性主要为物理改性，其主要思路为将改性剂与环氧树脂共混，共混后呈现两相结构。传统的改性环氧树脂的途径主要有：橡胶弹性体改性、热塑性树脂改性、刚性粒子改性等。改性剂一般具有较好的韧性，较高的模量。改性后的环氧树脂在抗冲击韧性方面确实得到了改善，但其带来的弊端和问题也是明显的：改性后的环氧树脂的玻璃化转变温度弹性模量和粘度等均受到了一定程度的影响，限制了环氧树脂的应用和现场操作性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种环氧树脂的增韧改性的方法，从而可以有效改善环氧树脂的抗冲击韧性，同时也不会出现两相结构、分散不均匀等影响环氧树脂的固有特性的问题。

本发明的技术方案具体是这样实现的：

一种环氧树脂的增韧改性的方法，该方法包括：

利用原子转移自由基聚合反应ATRP在石墨烯的羟基位置上接枝聚合物长链，制备功能化石墨烯；

将功能化石墨烯与环氧树脂混合均匀，获得改性的环氧树脂。

较佳的，所述利用ATRP在石墨烯的羟基位置上接枝聚合物长链，制备功能化石墨烯包括：

在氧化石墨烯的羟基位置上引入带ATRP活性卤素原子的侧基，合成氧化石墨烯大分子引发剂；

采用ATRP引发单体发生聚合反应，将聚合物长链接枝到氧化石墨烯上，制备得到功能化石墨烯。

较佳的，所述在氧化石墨烯的羟基位置上引入带ATRP活性卤素原子的侧基，合成氧化石墨烯大分子引发剂包括：

按照氧化石墨烯的羟基官能团与卤代亲核试剂的摩尔比为0.6～2.1:1或0.5～2.0:1，氧化石墨烯的羟基官能团与催化剂的重量比为5.0～20.0:1，将氧化石墨烯、卤代亲核试剂和催化剂加入一个配有搅拌的烧瓶中，在惰性气体保护下，置于油浴中反应，得到氧化石墨烯大分子引发剂。

较佳的，所述卤代亲核试剂为在α-碳上具有活性取代基的卤代羧酸类亲核试剂或在α-碳上含有弱的R-X键的卤代羧酸类亲核试剂；

其中，R为N、S或O，X为Cl或Br。

较佳的，所述活性取代基为芳基、羰基或烯丙基。

较佳的，所述催化剂为对氧化石墨烯的羟基集团与羧酸类亲核试剂间的反应具有催化作用的碱性化合物。

较佳的，所述催化剂为NaOH、KOH或四甲基铵盐。

较佳的，所述氧化石墨烯的状态为溶液状态。

较佳的，所述氧化石墨烯为氧化程度为1％～60％的氧化石墨烯。

较佳的，所述氧化石墨烯溶液由氧化石墨烯粉末与作为第一溶剂的四氢呋喃或甲苯充分溶解后制得。

较佳的，该方法还进一步包括：