[发明专利]一种用于橡胶增韧环氧树脂的Janus增容剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于橡胶增韧环氧树脂的Janus增容剂及其制备方法，所述制备方法为：1）将聚二乙烯基苯/二氧化硅Janus材料和偶氮二异丁氰分散于甲苯中，通氮气0.5 h后，快速滴入十二烷基硫醇，反应一段时间后离心洗涤得到十二烷基硫醇‑聚二乙烯基苯/二氧化硅Janus材料；2）将十二烷基硫醇‑聚二乙烯基苯/二氧化硅Janus材料和γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷分散于甲苯中，反应一段时间后离心洗涤得到十二烷基硫醇‑聚二乙烯基苯/二氧化硅‑γ‑甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷Janus材料，即所述Janus增容剂。本发明方法制备的Janus增容剂具有各向异性的化学结构，拥有丰富的相界面行为，对液体异戊二烯橡胶/环氧树脂复合材料增容作用强。

技术领域

本发明涉及一种增容剂的制备方法，具体涉及一种用于橡胶增韧环氧树脂的Janus增容剂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂分子结构中含有活泼的环氧基团，可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶的三维网状结构的高聚物。环氧树脂固化物具有优良的耐化学品性能，收缩率低、粘接强度高、机械强度高、电绝缘性优良，因此广泛用于涂料、胶黏剂、油墨等领域。但是，环氧树脂脆性较大，韧性和耐候性较差，限制了其应用。环氧树脂增韧的方法有多种，橡胶增韧是一种常用的方法。由于环氧树脂是一种极性高分子，用于增韧环氧树脂的橡胶通常是带有极性的丁腈橡胶、氯丁橡胶等，非极性的天然橡胶与环氧树脂的相容性较差，限制了其作为环氧树脂增韧方面的应用。

Janus材料是一种表面化学组成不同，各向异性的中心不对称粒子。中国专利CN103204508 B公开了具有双重性质的Janus材料及其制备方法，以聚合物胶体颗粒为模板，通过种子乳液聚合方法，基于界面自组装和相分离机理，得到有机/无机杂化Janus颗粒，其有机端为聚苯乙烯、聚丙烯酸酯等含有双键的聚合物，另一端为无机材料。实际作为增容剂使用的Janus材料对其两端有更丰富的组成需求，对Janus材料的两端分别进行改性，可以调控其化学性质，使其在聚合物共混体系中表现出十分丰富的相界面行为，在相处起到“铆钉”作用。2008年，Walther等首次将各向异性的单球Janus颗粒应用于PS/PMMA共混体系中，发现即使在高温和高剪切的双螺杆混合作用下，Janus颗粒也能在聚合物两相界面处有序排列，并且对界面两侧的聚合物均有强烈的吸附作用，分散相的尺寸随着Janus颗粒用量的增加而减少，它的增容效果比嵌段共聚物好。目前，Janus材料作为增容剂的研究主要集中于热塑性树脂，限制了Janus材料的应用范围。因此，寻找一种合成方法简单，应用于热固性树脂共混聚合物增容剂的Janus材料是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于橡胶增韧环氧树脂的Janus增容剂及其制备方法，该方法简便可行，拓展了Janus材料的应用范围。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于橡胶增韧环氧树脂的Janus增容剂的制备方法，包括以下步骤：

1） 聚合反应：聚二乙烯基苯端与十二烷基硫醇反应

将聚二乙烯基苯/二氧化硅Janus材料（按文献Macromolecules 2015, 48： 2715−2722的方法制备）和偶氮二异丁氰置于烧瓶中，加入甲苯，超声分散后转入45~95℃的水浴中，磁力搅拌，通入氮气0.5~1小时后，缓慢滴入十二烷基硫醇，反应12~48小时，产物经离心、洗涤，得到十二烷基硫醇-聚二乙烯基苯/二氧化硅Janus材料，

其中，聚二乙烯基苯/二氧化硅Janus材料、甲苯、十二烷基硫醇和偶氮二异丁氰的质量比为1：17：10～30：0.055～0.62；

2） 偶联反应：二氧化硅端与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷反应