[发明专利]一种改性全硫化粉末橡胶及其制备方法和环氧树脂组合物及其固化物

说明书

本发明涉及高聚物改性领域的一种改性全硫化粉末橡胶及其制备方法和环氧树脂组合物及其固化物。所述的一种改性全硫化粉末橡胶，由包括以下步骤在内的方法制成：在全硫化橡胶胶乳中加入环氧树脂促进剂，所述环氧树脂促进剂选自水溶性的三乙醇胺和2,4,6‑三(二甲氨基甲基)苯酚中的至少一种，搅拌混匀后把得到的橡胶胶乳制成平均粒径为50～150nm的颗粒，即得。所述环氧树脂固化物的制备方法包括将所述改性全硫化粉末橡胶与环氧树脂预聚物混合均匀，同时加入起固化作用的助剂或其他常用助剂，之后固化而得。本发明环氧树脂固化物的韧性耐热温度均大幅提高，在某些环氧树脂体系中耐热性能的提高达到了令人意想不到的效果。

技术领域

本发明属于高聚物改性领域，具体来讲，涉及一种改性全硫化粉末橡胶及其制备方法和环氧树脂组合物及其固化物。

背景技术

环氧树脂是一类重要的热固性树脂，是聚合物基复合材料中应用最广泛的基体树脂。环氧树脂具有优异的粘接性能、耐磨性能、机械性能、电绝缘性能、化学稳定性能、耐高低温性能，以及收缩率低、易加工成型和成本低廉等优点，在胶黏剂、电子仪表、轻工、建筑、机械、航天航空、涂料、电子电气绝缘材料及先进复合材料等领域得到广泛应用。

纯环氧树脂固化后为交联度很高的热固性材料，裂纹扩展属于典型的脆性扩展，因此其脆性较大，这使其应用受到限制。未增韧的环氧树脂用作胶粘剂时，粘接强度相对较低；用作涂料时，成膜性较差，膜层发脆；用作绝缘灌封材料时，往往产生裂纹。这些不利的方面在很大程度上限制了它在某些高技术领域的应用。因此，提高环氧树脂的韧性一直是环氧树脂研究领域中的热门课题之一。环氧树脂的另一个不足之处是耐热性能，在航空航天以及某些需要耐高温的胶黏剂领域，环氧树脂的耐热性能并不能满足需要，虽然目前也开发出了耐更高温的热固性树脂如双马树脂，但在工艺性能等方面仍有短板，因此，如何提高环氧树脂的耐热性能成了环氧树脂研究领域中的另一个热门课题。

中国石油股份有限公司北京化工研究院的中国专利ZL00816450.9(WO0140356A1，优先权1999年12月3日)及ZL00109217.0(CN1330097A)公开了一种全硫化粉末橡胶及其制备方法。同一申请人在专利ZL01136381.9(CN1412244A)中公开了一种使用上述全硫化粉末橡胶增韧的热固性树脂及其制备方法。从专利公开的结果来看，经过全硫化粉末橡胶改性后的环氧树脂的韧性大幅提高，耐热性能没有降低，但提高得有限。

发明内容

本发明是在WO0140356A1及CN1330097A公开的一种全硫化粉末橡胶的基础上对其进行的改性，并使用改性后的全硫化粉末橡胶添加到环氧树脂中，制成环氧树脂组合物，最终制备成环氧树脂固化物。实验结果表明，使用本发明改性的粉末橡胶来改性环氧树脂，使得环氧树脂固化物的韧性大幅提高，与此同时，耐热温度也大幅提高，在某些环氧树脂体系中耐热性能的提高达到了令人意想不到的效果。

因此，本发明提供了一种改性全硫化粉末橡胶及其制备方法，还提供了可一种环氧树脂组合物，它含有本发明所述的改性全硫化粉末橡胶和环氧树脂。此外还提供了所述环氧树脂组合物用于制备固化物的应用。

本发明的改性全硫化粉末橡胶，平均粒径为50～150nm。包含有橡胶粉末和环氧树脂固化促进剂，其中环氧树脂固化促进剂与橡胶的重量比为0.5:100～5:100，优选为1:100～3:100，所述橡胶粉末的微粒是均相结构，凝胶含量为60％重量或更高，优选为75％重量或更高；所述环氧树脂固化促进剂为水溶性的三乙醇胺和2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚中的至少一种。

所述的橡胶种类包括以下具体物质中的至少一种：天然橡胶、丁苯橡胶胶乳、羧基丁苯橡胶、丁腈橡胶、羧基丁腈橡胶、聚丁二烯橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶、丙烯酸酯类橡胶、丁苯吡橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、聚硫橡胶、丙烯酸酯丁二烯橡胶、聚氨酯或氟橡胶；优选为羧基丁腈橡胶，丁腈橡胶中的至少一种。