[发明专利]一种复合二元酸改性双酚A型环氧树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有高断裂伸长率的柔韧性环氧树脂及其制备方法，具体说是一种复合二元酸改性双酚A型环氧树脂及其制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术

双酚A型环氧树脂，是目前产量最大、应用面最广的一类环氧树脂。但由于其分子主链刚性苯环密度大，导致固化物质硬性脆。

发明内容

本发明的目的是：解决双酚A型环氧树脂物化物质硬性脆的问题，采用了将脂肪族二元羧酸的柔性链段引入因芳环密度较大而具有刚性的双酚A型环氧树脂的分子主链，赋予其柔性，并且以两种链长存在显著差异的脂肪族二元羧酸搭配使用，避免使用单一的长链二元酸(C36二聚脂肪酸)导致的固化物拉伸强度较低的不足。

技术方案：

根据本发明的一个方面，一种复合二元酸改性双酚A型环氧树脂，其具有如式(I)所示的结构：

其中，m在0～2之间；M₁的结构式如式(II)所示：

其中，n在0～1之间；M₂的结构式为式(III)(VI)中的一项、两项或两项以上的组合：

-OOC-(CH₂)_Z-COO-

式(III)

其中，Z为2、3、4、7、8、10、14、16或20；

根据本发明的另一个方面，上述复合二元酸改性双酚A型环氧树脂的制备方法，以复合二元酸和双酚A型环氧树脂为原料，在催化剂的作用下，进行聚合反应，即得所述复合二元酸改性双酚A型环氧树脂。

其中，所述复合二元酸为二十二碳二元酸、十八碳二元酸、十六碳二元酸、月桂二酸、癸二酸、壬二酸、己二酸、戊二酸、丁二酸中的任意一种与C36二聚脂肪酸的任意比例混合物。

其中，所述双酚A型环氧树脂是指环氧当量为185～208g/eq的E-51型环氧树脂。

进一步，所述复合二元酸改性双酚A型环氧树脂的环氧当量为220～800g/eq，酸值小于0.5mgKOH/g。

其中，所述聚合反应的条件是：30min内将物料升温至130～160℃，保温反应2～6小时，至体系酸值低于0.5mgKOH/g时停止加热，再将物料温度冷却至50℃以下。

其中，所述催化剂选自十二烷基三甲基氯化铵、四甲基氯化铵、四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、苄基三甲基溴化铵、三苯基磷中的一种或几种的任意比例混合物。

其中，所述复合二元酸与双酚A型环氧树脂的投料比，满足羧基与环氧基的摩尔比为1:1.5～10.0，两种不同二元酸的羧基摩尔比为任意比例。

其中，所述的催化剂与复合二元酸的质量百分比为0.01％～2.0％。

有益效果

以复合二元有机羧酸和双酚A型环氧树脂为原料，在催化剂作用下，通过聚合反应，将脂肪族二元羧酸的柔性链段引入因芳环密度较大而具有刚性的双酚A型环氧树脂的分子主链，赋予其柔性，制得具有柔韧性的环氧树脂，并且以两种链长存在显著差异的脂肪族二元羧酸搭配使用，避免使用单一的长链二元酸(C36二聚脂肪酸)导致的固化物拉伸强度较低的不足。复合二元酸改性双酚A型环氧树脂，既可以单独使用，也可以与双酚A型环氧树脂配合使用，并在适宜的固化剂、固化促进剂的作用下，最终转变成具有三维网络结构和高断裂伸长率的固化产物，可用作需要承受高应变、抵抗应力开裂的柔性材料，如弹性黏合剂、柔性封装材料等。

具体实施方式

实施例1

向带有电动搅拌器、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中，依次加入己二酸9.63g，C36二聚脂肪酸114.0g，十二烷基三甲基氯化铵(催化剂)1.02g，E-51环氧树脂312.2g；搅拌均匀，在30±5min内，将物料加热至160±2℃，并维持在该温度下反应，每间隔30min取样测其酸值；当体系酸值降至0.5mgKOH/g以下，停止加热，并冷却物料；当物料温度降至50℃以下，出料，即得复合二元酸改性双酚A型环氧树脂，其环氧当量为400～450g/eq。

实施例2