[发明专利]一种桐油基丁腈橡胶改性环氧树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无规羧基桐腈橡胶改性环氧树脂及其制备方法，具体方法如下：步骤一，将桐油通过催化水解并分离得到桐油酸；步骤二，将桐油酸与丙烯腈在催化剂的作用下通过乳液聚合，得到无规羧基桐腈橡胶；步骤三，将无规羧基桐腈橡胶与环氧树脂在一定温度下进行催化接枝反应，得到桐腈橡胶改性环氧树脂。本发明制备的无规羧基桐腈橡胶采用的是生物基原材料桐油，具有原材料可再生，共轭双键及羧基结构合二为一等特点，完全可以有效替代传统化石原料丙烯酸和丁二烯；桐腈橡胶改性环氧树脂固化产物具有柔韧性好，强度高等特点，可有效改善双酚A环氧树脂固化产物的脆性。

技术领域

本发明属于高分材料领域。主要涉及一种无规羧基桐腈橡胶改性环氧树脂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂具有优异的粘结性、耐化学腐蚀性、耐磨性以及较好的化学稳定性，广泛应用于胶黏剂、轻工业、建筑、机械、航空以及涂料等领域，成为一种应用较为广泛的热固性树脂。但是环氧树脂存在玻璃化转变温度高、性脆、韧性差、冲击强度低等缺点，在一定程度上限制了其在某些领域的应用。因此，改善环氧树脂的柔韧性，是环氧树脂研究的一个重要方向。

环氧树脂的改性通常采用化学法在环氧树脂基体中接枝柔性的基团或者长链从而改善其柔韧性。胡少坤等(“特种橡胶制品”，30(5)，2009)报道了一种端羧基液体丁腈橡胶改性环氧树脂的制备方法。改性后的环氧树脂固化后柔韧性得到很大提高。但是端羧基液体丁腈橡胶价格贵且气味重，只能应用于高附加值的产品。张元寿等(CN 103450400 A)申报了一项一种乳液聚合制备羧基丁腈橡胶的方法，该方法采用的原料为丙烯腈、不饱和羧酸类单体和丁二烯，该方法中采用了较多的化石资源且反应工艺复杂。梁松杰(CN104592424 A)报道了一种端羧基液体丁腈橡胶的制备方法，该方法采用丙烯腈与过氧化戊二酸为原料，乙醇为溶剂，该方法得到的羧基丁腈橡胶的分子量较低。

发明内容

为了解决现有改性双酚A环氧树脂产品存在的价格高、断裂伸长率低、气味重以及生产工艺复杂的缺点，本发明公开了一种桐油基丁腈橡胶改性环氧树脂及其制备方法。以生物质桐油为原料，通过乳液聚合得到桐油基丁腈橡胶，然后将得到的桐油基丁腈橡胶改性环氧树脂，制备的改性环氧树脂价格低廉、柔韧性好且原料可再生。

本发明的技术方案：一种无规羧基桐腈橡胶改性环氧树脂，以桐油酸和丙烯腈为单体在去离子水、引发剂、乳化剂以及分子量调节剂存在下通过乳液聚合得到桐油基丁腈橡胶，然后将得到的桐油基丁腈橡胶再催化剂作用下与环氧树脂反应得到无规羧基桐腈橡胶改性环氧树脂。

所述的引发剂为过氧化苯甲酰、过硫酸铵、过硫酸钾、过氧化二异丙苯、偶氮二异丁腈中的一种或者几种，用量为单体总质量的0.2％～5％。

所述的乳化剂为十二烷基磺酸钠、二十烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、油酸钾、烷基酚聚氧乙烯硫酸铵中的一种或几种，用量为单体总质量的2％～50％。

所述的分子量调节剂为正十二烷基硫醇、叔十二硫醇、叔十二烷基硫醇、十二硫醇、正丁硫醇中的一种或者几种，用量为单体总质量的0.5％～5％。

所述的丙烯腈与桐油酸的质量比为1:2～10。

所述的环氧树脂为环氧树脂128和环氧树脂6101中的一种。

所述的催化剂为三苯基膦或者苄基三乙基氯化铵中的一种，用量为环氧树脂质量的0.1％～1％。

所述的无规羧基桐腈橡胶与环氧树脂的质量比为5～50：100。

制备所述的无规羧基桐腈橡胶改性环氧树脂的方法，包括如下步骤：

步骤一，桐油酸的制备：桐油水解得到桐油酸；

步骤二，无规羧基桐腈橡胶的制备：将桐油酸与丙烯腈在溶剂、引发剂、乳化剂以及分子量调节剂存在的条件下，于40～60℃反应，产物经去离子水洗涤并干燥，得到红棕色无规羧基桐腈橡胶；