一種海因型環(huán)氧樹(shù)脂增韌劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種W海因型環(huán)氧樹(shù)脂為載體，W復(fù)合納米彈性體為主要功能成分的 增初劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 海因型環(huán)氧樹(shù)脂是一類(lèi)不同于普通二酷基丙焼型環(huán)氧樹(shù)脂的特種環(huán)氧樹(shù)脂，其化 學(xué)名稱為2,4 -咪哇焼二麗-3,5,5 -二甲基-1,3 -二（2 -環(huán)氧己烷基甲基）-均聚物， 其結(jié)構(gòu)W海因多元雜環(huán)和反應(yīng)性環(huán)氧基為特征。海因型環(huán)氧樹(shù)脂的主要性能特點(diǎn)為；（〇 粘度低，只有普通二酷基丙焼型環(huán)氧樹(shù)脂粘度的1/4^1/3,工藝操作性好；（2)固化物耐溫 高，熱穩(wěn)定性好；（3)耐候性好；（4)具有優(yōu)秀的耐電弧性和抗漏電性；（5)毒性小，安全環(huán) 保。廣泛應(yīng)用于光電元件包封料、高壓電器絕緣材料、耐高溫膠粘劑、無(wú)溶劑涂料、船舶防污 涂料、食品包裝涂料、海洋建材、建筑結(jié)構(gòu)膠等各個(gè)領(lǐng)域，是現(xiàn)代工業(yè)重要原料之一。
[0003] 但隨著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)材料性能要求提高，海因型環(huán)氧樹(shù)脂在應(yīng)用中也暴露 出自身的缺陷，主要表現(xiàn)為：脆性大；耐高低溫交變性差；耐疲勞性差；抗開(kāi)裂性差。該些缺 陷容易導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生，裂紋會(huì)導(dǎo)致水、空氣、雜質(zhì)等外界有害因素加劇對(duì)制品的破壞，該樣 會(huì)嚴(yán)重地降低制品的使用性能，縮短使用壽命。例如：高壓電器絕緣材料在高低溫交變環(huán)境 內(nèi)中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力疲勞、產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展，導(dǎo)致水分，空氣等破壞性影響就加劇，造成材料失 效，產(chǎn)品報(bào)廢。該些情況會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至造成重大事故。為了減少損失和降低 風(fēng)險(xiǎn)，需要克服海因環(huán)氧樹(shù)脂的諸多不足，必須對(duì)海因環(huán)氧樹(shù)脂改性，提高初性、降低脆性、 且保持其它的原有優(yōu)良特性，就成了工業(yè)應(yīng)用中的一個(gè)重大課題。
[0004] 經(jīng)市場(chǎng)調(diào)查分析，尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)海因型環(huán)氧樹(shù)脂有較好的增初方法及產(chǎn)品。經(jīng)大量 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用現(xiàn)有通用環(huán)氧樹(shù)脂增初劑體系來(lái)增初海因環(huán)氧時(shí)，會(huì)出現(xiàn)難W克服的問(wèn)題， 例如：采用液體下膳橡膠增初海因型環(huán)氧樹(shù)脂，會(huì)出現(xiàn)相容性不佳，固化分相后橡膠微粒大 小不均，熱變形溫度降低等新問(wèn)題；采用改性下膳橡膠或聚離多元醇類(lèi)增初劑等會(huì)使耐溫 性能大幅下降，喪失重要的應(yīng)用價(jià)值；使用無(wú)機(jī)納米粒子或核殼結(jié)構(gòu)納米粒子、W及有機(jī)彈 性納米粒子增初，會(huì)出現(xiàn)加工難度大，要分散均勻十分困難，W至于達(dá)不到增初目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 綜上分析可知；海因型環(huán)氧樹(shù)脂因?yàn)榫哂刑厥獾碾s環(huán)結(jié)構(gòu)，所W具有低粘度、耐高 溫、高絕緣等優(yōu)異性能，進(jìn)而得到大量使用；但在使用中暴露出海因環(huán)氧樹(shù)脂存在的缺陷， 主要有：脆性大、制品易開(kāi)裂等；增初改性難，橡膠類(lèi)常用增初劑改性時(shí)會(huì)降低耐熱性且相 容性不好，用納米材料增初又難W均勻分散。
[0006] 鑒于海因型環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用中的W上難題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的增初 劑，其性能要求為：既能大幅提高海因環(huán)氧樹(shù)脂的初性，又保持原有的耐高溫、高絕緣等性 能不降低，還要與海因環(huán)氧樹(shù)脂相容性好，并且應(yīng)用操作簡(jiǎn)便。
[0007] 我們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究、反復(fù)試驗(yàn)，提出了一種采用復(fù)合納米彈性體為主要增初成分， 輔w復(fù)配納米材料分散劑和活性表面處理劑，并w海因環(huán)氧樹(shù)脂為載體，經(jīng)過(guò)?？谠O(shè)計(jì)的 高能均化分散法能將復(fù)合納米彈性體分散到載體樹(shù)脂中，制成海因型環(huán)氧樹(shù)脂增初劑。增 初劑具有高增初材料填充量，且其中的納米粒子分布均勻，形成一種蜂窩狀有機(jī)/無(wú)機(jī)混 雜構(gòu)造，從而達(dá)到大幅提高初性，又不損失耐高溫性等其它性能的目的；由于載體就是海因 環(huán)氧樹(shù)脂，提高了增初劑自身的耐高溫性能，同時(shí)解決相容性問(wèn)題并簡(jiǎn)化加工操作，進(jìn)而使 得綜合性能顯著提升，可W解決實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題。
[0008] 本發(fā)明應(yīng)用的復(fù)合納米彈性體為：由駿基下膳彈性納米粒子、下膳彈性納米粒 子、駿基下苯彈性納米粒子、下苯化彈性納米粒子中一種或幾種加或不加納米碳化娃、納米 二氧化娃、納米氧化鉛中一種或幾種，利用納米材料的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)經(jīng)過(guò)?？谔幚?制得的有機(jī)或有機(jī)/無(wú)機(jī)多粒子協(xié)同作用的雜化納米級(jí)復(fù)合彈性結(jié)構(gòu)。
[0009] 本發(fā)明所使用的化-1納米潤(rùn)滑分散劑為：由聚丙帰酸、聚甲基丙帰酸、油酸醜胺 (9-十八碳帰醜胺）等中一種或幾種經(jīng)復(fù)配制成。
[0010] 本發(fā)明所使用的化-2活性表面處理劑為；由Y -化3-環(huán)氧丙氧）丙基H甲氧 基娃焼、y-甲基丙帰醜氧基丙基二甲氧基娃焼、2-(3, 4-環(huán)氧環(huán)己烷基）己基二甲氧基娃 焼、異丙基H (二辛基焦磯酸醜氧基）鐵酸醋、異丙基H (十二烷基苯賴醜基）鐵酸醋、異 丙氧基H(磯酸二辛醋）鐵酸醋、異丙基H (二辛基焦磯酸醜氧基）鐵酸醋中一種或幾種 經(jīng)復(fù)配制成。
[0011] 本發(fā)明所使用的消泡劑為；由聚氧己帰甘油離、聚氧丙帰甘油離、聚氧己帰聚氧丙 帰單下基離、聚二甲基娃氧焼、十二甲基環(huán)六娃氧焼、聚甲基苯基娃氧焼中一種或幾種經(jīng)復(fù) 配制成。
[0012] 本發(fā)明應(yīng)用的海因型環(huán)氧樹(shù)脂為；含有一個(gè)或多個(gè)海因環(huán)且含有兩個(gè)或兩個(gè)W上 縮水甘油基的多官能度海因型環(huán)氧樹(shù)脂或其同系物的混合物。
[0013] 本發(fā)明應(yīng)用的高能均化分散法(見(jiàn)附圖1)，其原理為，用高速攬拌機(jī)將軟團(tuán)聚的納 米粒子團(tuán)聚體在潤(rùn)滑分散劑作用下強(qiáng)力破碎；再用高速膠體磨研磨數(shù)遍使納米團(tuán)聚體進(jìn)一 步細(xì)化至納米級(jí)；然后加入納米活性處理劑，經(jīng)攬拌進(jìn)行浸潤(rùn)包覆處理；再轉(zhuǎn)入膠體磨中 進(jìn)行活化；再移入超聲波處理器，并加入1/4總量的海因環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行超過(guò)聲處理一定時(shí) 間；處理完畢后加入其余海因環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行攬拌混合；然后轉(zhuǎn)移到均質(zhì)機(jī)中均質(zhì)數(shù)遍，得 到海因環(huán)氧樹(shù)脂增初劑。
[0014] 將本發(fā)明制備的增初劑按適當(dāng)比例添加到待增初的海因類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂中，可W大提 升海因環(huán)氧樹(shù)脂固化物的沖擊強(qiáng)度；高效減少甚至消除開(kāi)裂現(xiàn)象；保持基體樹(shù)脂原有耐高 溫度性能巧日：熱變形溫度）不降低，能擴(kuò)大海因型環(huán)氧樹(shù)脂在高溫、耐候等領(lǐng)域的應(yīng)用；增 初劑與海因環(huán)氧樹(shù)脂相容性佳，且粘度中等，增初操作無(wú)需特殊設(shè)備，應(yīng)用簡(jiǎn)便；增初劑的 加工制造中不用溶劑，無(wú)毒無(wú)害無(wú)H廢，環(huán)保性有保證。
【附圖說(shuō)明】 圖1是高能均化分散法制備海因型環(huán)氧樹(shù)脂增初劑工藝流程圖。
[0015]
【具體實(shí)施方式】
[0016] 根據(jù)上述設(shè)計(jì)方案，現(xiàn)制備HYRl和HYR2兩款增初劑產(chǎn)品，實(shí)施例配方如表1。
[0017] 表1海因型環(huán)氧樹(shù)脂增初劑實(shí)施例配方
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種海因型環(huán)氧樹(shù)脂增韌劑，其特征在于增韌劑組成(質(zhì)量分?jǐn)?shù)：％)為： 復(fù)合納米彈性體 18飛O FL-I復(fù)合潤(rùn)滑分散劑 1~5 FL-2活性表面處理劑 5~10 消泡劑 1~5 海因環(huán)氧樹(shù)脂 30~75 一種海因型環(huán)氧樹(shù)脂增韌劑制備方法為高能均化分散法，其特征在于主要加工步驟 為：預(yù)分散，細(xì)分散，浸潤(rùn)包覆，精分散，超聲波處理，高壓均化處理；主要加工設(shè)備為高速 攪拌機(jī)，高速膠體磨，超聲波分散機(jī)，高壓均質(zhì)機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合納米彈性體，其特征為：由羧基丁腈彈性納米粒子、丁腈 彈性納米粒子、羧基丁苯彈性納米粒子、丁苯吡彈性納米粒子中一種或幾種加或不加納米 碳化硅、納米二氧化硅、納料氧化鋁中一種或幾種，利用納米材料的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng) 經(jīng)過(guò)專門(mén)處理制得的有機(jī)或有機(jī)/無(wú)機(jī)多粒子協(xié)同作用的雜化納米級(jí)復(fù)合彈性結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的FL-I復(fù)合潤(rùn)滑分散劑，其特征為：由聚丙烯酸、聚甲基丙烯 酸、油酸酰胺（9-十八碳烯酰胺）等中一種或幾種經(jīng)復(fù)配制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的FL-2活性表面處理劑，其特征為：由Y-（2, 3-環(huán)氧丙氧） 丙基三甲氧基硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3, 4-環(huán)氧環(huán)己烷基）乙基 三甲氧基硅烷、異丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）鈦酸酯、異丙基三（十二烷基苯磺?；?鈦酸酯、異丙氧基三（磷酸二辛酯）鈦酸酯、異丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）鈦酸酯中一 種或幾種經(jīng)復(fù)配制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消泡劑，其特征為：由聚氧乙烯甘油醚、聚氧丙烯甘油醚、聚 氧乙烯聚氧丙烯單丁基醚、聚二甲基硅氧烷、十二甲基環(huán)六硅氧烷、聚甲基苯基硅氧烷中一 種或幾種經(jīng)復(fù)配制成。
6. 權(quán)利要求1所述的海因型環(huán)氧樹(shù)脂，其特征為：含有一個(gè)或多個(gè)海因環(huán)且含有兩個(gè) 或兩個(gè)以上縮水甘油基的多官能度海因環(huán)氧樹(shù)脂或其同系物的混合物。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能均化分散法，其特征為：加工工序?yàn)椋侯A(yù)分散、細(xì)分散、浸 潤(rùn)包覆、精分散、超聲波處理、均化處理及輔助分散的適當(dāng)工藝組合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能均化分散法,其特征為：主要加工設(shè)備由高速攪拌機(jī),高 速膠體磨,超聲波分散機(jī),高壓均質(zhì)機(jī)、通用攪拌機(jī)組成。
【專利摘要】海因型環(huán)氧樹(shù)脂是一種高性能特種環(huán)氧樹(shù)脂，本發(fā)明提供一種由海因型環(huán)氧樹(shù)脂為載體的增韌劑。該增韌劑主要用于海因型環(huán)氧樹(shù)脂等耐高溫樹(shù)脂的增韌，能大幅提高海因環(huán)氧基體的沖擊強(qiáng)度，并且熱變形溫度不降低，保持了海因型環(huán)氧樹(shù)脂原有的耐高溫性能。本增韌劑主要成分為：復(fù)合納米彈性體，F(xiàn)L-1表面潤(rùn)滑分散劑，F(xiàn)L-2活性表而處理劑，消泡劑等。本發(fā)明配方采用自主設(shè)計(jì)的高能均化分散法，經(jīng)過(guò)配料，預(yù)分散，表面包覆改性，高能研磨，超聲波處理，高壓均化處理等工序精細(xì)加工制成。
【IPC分類(lèi)】C08K3-22, C08K3-34, C08K5-5435, C08L63-00, C08L9-02, C08L13-00, C08K5-54, C08L33-02, C08K3-36
【公開(kāi)號(hào)】CN104725776
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310697762
【發(fā)明人】徐唱, 李發(fā)凱, 范忠慶, 黎鋮
【申請(qǐng)人】徐唱, 李發(fā)凱, 范忠慶, 黎鋮, 徐笑
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2013年12月19日