[发明专利]环氧酸酐固化体系及其制备方法

说明书

本发明提供了一种环氧酸酐固化体系及其制备方法，包括：环氧树脂、酸酐类固化剂、固化促进剂、以及钛酸酯。本发明的环氧酸酐固化体系，由于采用钛酸酯，能够增加放热峰宽度并且延长凝胶时间，从而减缓固化速度，而且不会影响达到最佳的玻璃化转变温度和力学性能。

技术领域

本发明涉及复合绝缘材料技术领域，具体涉及一种环氧酸酐固化体系及其制备方法。

背景技术

环氧树脂-酸酐体系反应活化能高、固化时间长，一般需要加入一定量的固化促进剂，以提高反应速率及生产效率，常见的环氧/酸酐固化促进剂主要是胺类、有机膦类及苯酚类物质等。但是，在凝胶期和固化初期，快速放热将引起应力的分布不均，影响固化物最终性能和产品的稳定性及寿命。

为避免固化过程中的快速和集中放热，通常通过调整促进剂种类和用量以及采用梯度升温固化的方法。促进剂的种类对固化物性能(如玻璃化转变温度)影响较大，而减少用量则需要延长固化时间，将降低生产效率。梯度升温固化的方式最为常用，但效果有限。

发明内容

为了克服以上问题，本发明旨在提供一种环氧酸酐固化体系，从而在不改变玻璃化转变温度的条件下，减缓复合环氧树脂材料的固化速度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种环氧酸酐固化体系，包括：环氧树脂、酸酐类固化剂、固化促进剂、以及钛酸酯。

在一些实施例中，所述环氧酸酐固化体系的成分及重量份数配比如下：

环氧树脂，99～100份；

酸酐类固化剂，60～120份；

钛酸酯，0.1～2份；

固化促进剂，0.1～1份。

优选地，钛酸酯选自于钛酸四异丙酯、钛酸四正丙酯和钛酸四丁酯之一种或几种。

优选地，所述环氧树脂的环氧值为0.105eq/100g～1.000eq/100g。

优选地，所述酸酐类固化剂选自于芳香族酸酐、脂肪族酸酐和脂环族酸酐之一种或几种。

优选地，固化促进剂选自于苄基二甲胺、2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚、N,N-二甲基苯胺、二乙胺基丙胺、2-乙基-4-甲基咪唑、乙酰丙酮络、乙酰丙酮锌、苄基三甲基氯化铵、三乙醇胺硼酸盐、三乙醇胺钛酸酯、三苯基膦及其盐、1,8-二氮杂-双环(5,4,0)-7-十一碳烯及其有机盐和2-苯基咪唑啉之一种或几种。

为了达到上述目的，本发明还提供了一种环氧酸酐固化体系的制备方法，包括以下步骤：

步骤01：将酸酐类固化剂和钛酸酯进行恒温混合，得到混合料；

步骤02：将混合料冷却后，将环氧树脂和固化促进剂加入所述混合料中进行恒温固化，最终得到所述环氧酸酐固化体系。

优选地，所述步骤01中，恒温混合的温度为20～70℃，恒温混合时采用的搅拌速率为500r/min～1500r/min和真空度0.07MPa～0.13MPa，恒温混合时间为1～3小时。

优选地，所述步骤02中，固化条件为90～140℃，固化时间为2～8小时。

优选地，所述步骤01中，酸酐类固化剂的重量份数为60～120；钛酸酯的重量份数为0.1～2.0。

优选地，环氧树脂的重量份数为99～100；固化促进剂的重量份数为0.1～1.0。

本发明的环氧酸酐固化体系，具有减缓固化速度的特点，能够增加放热峰宽度并且延长凝胶时间。示差扫描量热法(DSC)的测试结果显示在放热量一致的情况下，半峰宽增加。同时通过对凝胶过程的分析显示，凝胶时间延长。但是，从固化物Tg和力学等性能分析，达最佳性能时所需的固化时间并不增加。