一種納米橡膠環(huán)氧樹(shù)脂增韌劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種納米橡膠環(huán)氧樹(shù)脂增初劑及其制備方法，尤其指W-種或幾種納 米橡膠粒子為核也功能成分、W環(huán)氧樹(shù)脂為載體的增初劑，及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 二酷基丙焼型環(huán)氧樹(shù)脂屬于通用型環(huán)氧樹(shù)脂，是環(huán)氧樹(shù)脂中產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣 的品種，化學(xué)名稱(chēng)為二酷基丙焼縮水甘油離，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)W上的 環(huán)氧基，該特性使它可與多種類(lèi)型固化劑交聯(lián)形成不溶不融的H維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高分子聚合 物。已廣泛應(yīng)用于涂料、膠粘齊U、德鑄料、模塑料，纖維增強(qiáng)塑料等，產(chǎn)品涉及電工電子、汽車(chē) 制造，航空航天，船舶軍工、建筑工業(yè)等領(lǐng)域，是現(xiàn)代工業(yè)重要的高分子材料之一。隨著應(yīng)用 的深入，通用環(huán)氧樹(shù)脂的缺點(diǎn)也暴露出來(lái)，比如；（1)脆性大；（2)剝離強(qiáng)度低；（3)耐熱性 差；（4)高溫下易降解。
[0003] 為了克服通用環(huán)氧樹(shù)脂的上述缺點(diǎn)并擴(kuò)展其應(yīng)用領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂增初已 經(jīng)做了多種方式的研究和應(yīng)用，如：使用液態(tài)橡膠增初通用環(huán)氧樹(shù)脂，兩者固化分相時(shí)橡膠 粒子大小不均，但會(huì)導(dǎo)致環(huán)氧樹(shù)脂增初效果不穩(wěn)定、熱變形溫度下降；改進(jìn)類(lèi)型的金島奇± 增初劑可提高環(huán)氧樹(shù)脂的沖擊強(qiáng)度，但熱變形溫度下降較大；納米無(wú)機(jī)粒子增初環(huán)氧樹(shù)脂， 兩者相容易性不好，也大多停留在試驗(yàn)研究階段；中國(guó)石化北京化工研究院超細(xì)全硫化粉 末橡膠(專(zhuān)利號(hào)；CN00109220. 0)可W提高環(huán)氧樹(shù)脂沖擊強(qiáng)度，同時(shí)能使其熱變形溫度不下 降，但添加工藝繁瑣，相對(duì)添加量小，改性環(huán)氧樹(shù)脂粘度較大。
[0004] 綜上所述，通用型環(huán)氧樹(shù)脂的該些增初方法各有利弊，為了提高增初環(huán)氧樹(shù)脂的 綜合性能，需要一種增初效率高、性能穩(wěn)定、增初后耐熱性不降低、改性操作簡(jiǎn)便的增初劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 二酷基丙焼型環(huán)氧樹(shù)脂因?yàn)樯a(chǎn)工藝成熟，性能穩(wěn)定、通過(guò)合理調(diào)配能適應(yīng)多種 應(yīng)用場(chǎng)合，已經(jīng)得到廣泛使用；但也因其使用面廣，遇到的具體情況多；對(duì)增初改性的附加 要求也各不相同：部分現(xiàn)有的增初劑能對(duì)室溫使用條件和中溫使用條件較好地適應(yīng)，但對(duì) 高溫，極低溫，高低溫交變等特殊應(yīng)用條件適應(yīng)性差；部分現(xiàn)有的增初劑能述問(wèn)題，但要么 加工復(fù)雜，要么增初劑添加量少，要么與環(huán)氧村脂相容性差，等等。該些原因?qū)е略龀醐h(huán)氧 樹(shù)脂在性能、工藝等綜合性能上仍然很難滿足日益提高的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用要求 為了解決通用環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)用中的W上難題，需要一種新型的增初劑，其性能要求為： 能大幅提高通用環(huán)氧樹(shù)脂的初性，保持原樹(shù)脂熱變形溫度不降低，與環(huán)氧樹(shù)脂相容性好，在 樹(shù)脂中可大量添加，同時(shí)應(yīng)用操作簡(jiǎn)便。
[0006] 根據(jù)上述應(yīng)用要求，我們提出了一種或幾種W梯度硫化的納米橡膠的科學(xué)組合為 主要增初成分，W復(fù)配納米材料分散劑和一定量的消泡劑、抗氧劑，并W通用環(huán)氧樹(shù)脂為載 體，運(yùn)用高能機(jī)械法能將納米橡膠分散到載體樹(shù)脂中，制成二酷基丙焼型環(huán)氧樹(shù)脂增初劑。 增初劑具有高增初材料含量，且其中的納米粒子分布均勻，形成一種密集陣海島結(jié)構(gòu)，達(dá)到 大幅提高初性，又不損失耐溫性等其它性能的目的；由于載體也是環(huán)氧樹(shù)脂，所w能夠解決 相容性問(wèn)題并簡(jiǎn)化加工操作，能夠按任意量添加，使得綜合性能顯著提升，能夠解決應(yīng)用中 的問(wèn)題。
[0007] 本發(fā)明應(yīng)用的納米橡膠為；由納米駿基下膳橡膠、納米下膳橡膠、納米駿基下苯橡 膠、納米下苯化橡膠中一種或幾種的科學(xué)組合。納米橡膠粒子均經(jīng)過(guò)梯度硫化處理，粒徑在 8(T150納米之間。
[0008] 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、十八碳 帰-9-醜胺等中一種或幾種經(jīng)復(fù)配制成。
[0009] 本發(fā)明所使用偶聯(lián)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、異丙基二（二 辛基焦磯酸醜氧基）鐵酸醋、異丙基H(十二烷基苯賴(lài)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。
[0010] 本發(fā)明所使用防老劑為：由2,6二叔下基茜酷、4,4;-梳代雙（3-甲基-6叔下基苯 酷)、1，1，3-H(2-甲基-4羥基本5叔下基苯基)下焼、2,2 ;亞甲基-雙（4-甲基-6叔下基 苯酷）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：由聚氧丙帰聚氧己帰甘油離、聚氧己帰聚氧丙帰單下 基離、液體聚二甲基娃氧焼中一種或幾種經(jīng)復(fù)配制成。
[0012] 本發(fā)明應(yīng)用的環(huán)氧樹(shù)脂為：：含有兩個(gè)或兩個(gè)W上縮水甘油基的二酷基丙焼類(lèi)環(huán) 氧樹(shù)脂或其同系物的混合物。
[0013] 本發(fā)明應(yīng)用的高能機(jī)械法(見(jiàn)附圖1)，其加工程序?yàn)?，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使納米團(tuán)聚體進(jìn)一步細(xì) 化至納米級(jí)；然后加入抗氧劑、偶聯(lián)劑，并加入1/0/3總量的二酷基丙焼型環(huán)氧樹(shù)脂經(jīng)攬 拌進(jìn)行浸潤(rùn)包覆處理；再轉(zhuǎn)入高速膠體磨中進(jìn)行活化；經(jīng)輔助分散加入余量的環(huán)氧樹(shù)脂； 再移入超聲波處理器進(jìn)行超過(guò)聲處理一定時(shí)間，處理完畢后得到納米橡膠環(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二酷基丙焼型環(huán)氧樹(shù)脂中，可 W大提升其固化物的沖擊強(qiáng)度；保持基體樹(shù)脂原有熱變形溫度不降低，保持基體樹(shù)脂原有 耐溫絕緣性不降低，能擴(kuò)大環(huán)氧樹(shù)脂在耐溫、耐候、耐腐蝕等領(lǐng)域的應(yīng)用。增初劑粘度適中， 與環(huán)氧樹(shù)脂相容性佳，增初操作無(wú)需專(zhuān)口設(shè)備，應(yīng)用簡(jiǎn)便。
【附圖說(shuō)明】 圖1是高能機(jī)械法制備納米橡膠環(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EPR1和EPR2兩型號(hào)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. 一種納米橡膠環(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： 納米橡膠 20~40 FL-I復(fù)合潤(rùn)滑分散劑 1~5 偶聯(lián)劑 1~4 抗氧劑 1~3 消泡劑 1~3 環(huán)氧樹(shù)脂 45~76 本納米橡膠環(huán)氧樹(shù)脂增韌劑的制備方法為高能機(jī)械法，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，細(xì)分散，超聲波處理；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)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米橡膠，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的科學(xué)組合，納米粒子 均經(jīng)過(guò)梯度硫化，粒徑穩(wěn)定。
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、十八碳烯-9-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所述的偶聯(lián)劑，其特征為：由由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（十二烷基苯磺酰基）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所述的防老劑，其特征為：由2,6二叔丁基茜酚、4,4;_梳代雙（3-甲 基-6叔丁基苯酚)、I，1，3-三（2-甲基-4羥基本5叔丁基苯基)丁烷、2，2 ;亞甲基-雙（4-甲 基-6叔丁基苯酚）中一種或幾種經(jīng)復(fù)配制成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的消泡劑，其特征為：由聚氧丙烯聚氧乙烯甘油醚、聚氧乙烯聚 氧丙烯單丁基醚、液體聚二甲基硅氧烷中一種或幾種經(jīng)復(fù)配制成。
7. 權(quán)利要求1所述的環(huán)氧樹(shù)脂，其特征為：含有兩個(gè)或兩個(gè)以上縮水甘油基的二酚基 丙烷類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂或其同系物的混合物。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能機(jī)械法，其特征在于由以下六個(gè)步驟組成： 第一步：預(yù)分散：攪拌預(yù)分散，時(shí)間1小時(shí)，溫度25~45 ;第二步，細(xì)分散，按計(jì)量加入： FL-I分散劑，用膠體磨加工一定時(shí)間；第三步：浸潤(rùn)包覆：按計(jì)量加入：加入一部分環(huán)氧樹(shù) 月旨，偶聯(lián)劑，攪拌浸潤(rùn)分散；第四步：輔助分散：加入余量的環(huán)氧樹(shù)脂，經(jīng)攪拌混合一定時(shí) 間；第五步：精分散：使用高速膠體磨分散若干次；第六步：超聲波處理：進(jìn)行超聲波處理 一定時(shí)間，得到成品。
【專(zhuān)利摘要】一種納米橡膠環(huán)氧樹(shù)脂增韌劑目的在于改性二酚基丙烷型環(huán)氧樹(shù)脂，提高其沖擊強(qiáng)度，并保持原樹(shù)脂熱變形溫度不降低，及原樹(shù)脂綜合性能不下降，同時(shí)便于添加操作。其成分為：納米橡膠，F(xiàn)L-1復(fù)合潤(rùn)滑分散劑，偶聯(lián)劑，抗氧劑，消泡劑，環(huán)氧樹(shù)脂，采用高能機(jī)械法，經(jīng)過(guò)：預(yù)分散，細(xì)分散，浸潤(rùn)包覆，輔助分散、精分散、超聲波處理等工藝制成。本增韌劑粘度適中，容易添加到通用環(huán)氧樹(shù)脂中。
【IPC分類(lèi)】C08L13-00, C08L63-02, C08L9-02, C08L9-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104725782
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310698322
【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