[发明专利]一种高韧性环氧树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种高韧性环氧树脂及其制备方法和应用，属于环氧树脂制备技术领域。所述高韧性环氧树脂的制备包括以下步骤：将液体环氧树脂、双酚A、1,4‑丁二醇二缩水甘油醚和催化剂混合，进行聚合反应，向得到的聚合反应产物中加入单酸，进行封端反应，得到高韧性环氧树脂。本发明利用双酚A对环氧树脂进行扩链，提高环氧树脂分子量，增加附着力，成膜性好；1,4‑丁二醇二缩水甘油醚既作为稀释剂又作为扩链剂，在提高环氧树脂分子量的同时降低粘度；本发明采用单酸封端，一方面可以提高环氧树脂分子量，另一方面还能增加环氧树脂柔韧性，降低环氧树脂粘度。

技术领域

本发明涉及环氧树脂制备技术领域，尤其涉及一种高韧性环氧树脂及其制备方法和应用。

背景技术

环氧树脂是一类重要的热固性树脂，是聚合物复合材料中应用最广泛的基础树脂材料，具有优异的粘结性能、耐磨性能、力学性能、电绝缘性能、化学稳定性能、耐高温性能，并具有收缩率低、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、航空航天、涂料及复合材料领域得到广泛应用。但由于环氧树脂固化物最大的缺点就是质脆、耐冲击性差，很大程度上限制了其在高冲击强度、韧性材料领域中的应用。

当环氧树脂用于涂料时，环氧树脂施工往往由于分子量低，固化后成膜脆，韧性不足。若使用分子量大的环氧树脂，其粘度大或常温下为固态，无法直接施工成膜，故需要加入大量的溶剂或者稀释剂将其溶解后施工，而溶剂和活性稀释剂会影响漆膜的耐化学品性能，并导致漆膜表面迁移造成缺陷，最终会影响防腐性能。此外，大量溶剂挥发，还会增加VOC排放量，破坏环境。

中国专利CN 103113716A公开了一种单酸改性环氧树脂的制备方法，将具有活性端羧基的单酸在催化剂作用下与环氧树脂在120～160℃下反应2～6h，得到单酸改性环氧树脂，其中环氧树脂采用双酚A缩水甘油醚、双酚F缩水甘油醚、双酚AD型环氧树脂和脂环族环氧树脂中的一种或几种。该方法的不足之处是：改性环氧树脂的分子量增加3倍左右且分子中含有刚性苯环结构，树脂的粘度在室温下大于10000mpa·s，制备涂料时仍需要加入大量的溶剂或者稀释剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高韧性环氧树脂及其制备方法和应用，本发明制备的环氧树脂韧性好、粘度低。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高韧性环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：将液体环氧树脂、双酚A、1,4-丁二醇二缩水甘油醚和催化剂混合，进行聚合反应，向得到的聚合反应产物中加入单酸，进行封端反应，得到高韧性环氧树脂。

优选的，所述聚合反应的温度为130～140℃，保温时间为50～70min。

优选的，所述封端反应的温度为120～130℃，保温时间为170～190min。

优选的，所述液体环氧树脂与双酚A的质量比为(70～85):1；所述液体环氧树脂与1,4-丁二醇二缩水甘油醚的质量比为(20～25):1。

优选的，所述催化剂为四甲基氯化铵、乙基三苯基碘化膦或溴化丁基三苯基磷。

优选的，所述催化剂的质量为制备高韧性环氧树脂原料总质量的0.001～0.01％。

优选的，所述液体环氧树脂与单酸的质量比为(10～15)：1。

优选的，所述聚合反应和封端反应在氮气氛围下进行。

本发明提供了上述方案所述制备方法制备得到的高韧性环氧树脂。

本发明提供了上述方案所述高韧性环氧树脂在制备涂料或作为增韧材料在制备复合材料中的应用。