[发明专利]一种分散均匀的环氧树脂-核壳橡胶组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及树脂复合材料领域，为一种分散均匀的环氧树脂‑核壳橡胶组合物及其制备方法。组合物的成分至少包括环氧树脂乳液以及核壳橡胶乳液。本申请提供的环氧树脂‑核壳橡胶组合物，制备过程中将所需的2种核心原料都做成水性乳液的形式进行混合，形成以水为介质分散均匀复合体系，区别于现有的溶剂置换体系，不产生含有有机溶剂的废液；另一方面，本申请采用特定的多臂聚醚醇的作为乳化剂，能够有效提高环氧树脂的乳化效果的同时，大幅提高核壳橡胶粒子在环氧树脂体系中的分散效果，利用其树枝状结构，增强环氧树脂体系中环氧基与其它基团结构的结合力从而在整个体系中形成交联网络，增强分子间的结合力和热稳定性。

技术领域

本发明涉及树脂复合材料领域，尤其涉及一种分散均匀的环氧树脂-核壳橡胶组合物及其制备方法。

背景技术

有机树脂得益于其良好的各项物理性能，在人们的生产生活的各个领域都得到了广泛的应用。尤其是环氧树脂，因为其优异的物理性能，被广泛的应用在风电、电子、航空航天以及特种材料等高端技术领域。但是，环氧树脂树脂同样存在相应的使用缺点，例如，因为其自身的高交联结构，环氧树脂固化之后通常展现出较差的断裂韧性以及较差的抗裂纹扩展性和冲击强度，限制了其更广泛的应用。

现有技术中，对于上述问题的解决方法通常都是采用加入增韧剂的方法，而这其中的核壳橡胶粒子是近些年最为常用的方法之一。核壳橡胶粒子是通常平均直径为50～500nm的球状核壳型橡胶粒子，包括内部核心橡胶，以及外部较高Tg聚合物组成的壳层。核壳橡胶粒子已经被广泛应用于热塑性聚合物。但是由于核壳橡胶粒子本身的尺寸较小(比表面积高)的特性，在环氧树脂中分散较差，需要高温、高剪切、充分搅拌的条件才能在聚合物基体中均匀分散，并不适用于环氧体系(分散手段往往是简单的室温搅拌)。

例如，现有技术(CN100447196C)公开了一种获得核壳橡胶粒子在环氧树脂中良好分散的组合物，其采用对水有部分溶解性的有机介质C与核壳橡胶粒子的水性乳液进行接触后，再用对水的部分溶解性低于C的有机介质D进行接触，从而分离出水层，作为核壳橡胶粒子分散于有机介质的分散体取出，然后与环氧树脂混合，馏去挥发成分。但是，核壳橡胶乳液的制备方法在实际的操作过程中，虽然能够制得效果良好的组合物，但是使用到的大量的有机介质会在制备完成后与水形成有机废水，后续难以妥善处理，实际增加了整个制备过程的环境以及经济负担。

因此，为了避免上述问题的出现，本申请提供了一种分散均匀的环氧树脂-核壳橡胶组合物及其制备方法，能够避免使用到大量有机介质的同时，具有比高温高速分散加三辊研磨核壳橡胶粒子更好的分散效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一方面提供了一种分散均匀的环氧树脂-核壳橡胶组合物，所述组合物的成分至少包括环氧树脂乳液以及核壳橡胶乳液；所述环氧树脂乳液和核壳橡胶乳液中环氧树脂与核壳橡胶粒子的质量比为2～5:0.5～1.5。

作为一种优选的方案，所述环氧树脂乳液和核壳橡胶乳液中树脂与核壳橡胶粒子的质量比为3～4:1～1.2。

作为一种优选的方案，所述环氧树脂乳液和核壳橡胶乳液中树脂与核壳橡胶粒子的质量比为3:1。

作为一种优选的方案，所述环氧树脂乳液，以质量份计，至少包括：环氧树脂80～120份，乳化剂5～20份，去离子水50～100份。

作为一种优选的方案，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、脂肪族环氧树脂、缩水甘油酯环氧树脂中的至少一种。

作为一种优选的方案，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂和/或双酚F型环氧树脂。

作为一种优选的方案，所述乳化剂为烷基酸金属盐、N-十二烷基二甲胺、聚醚醇中的至少一种。

作为一种优选的方案，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、多臂聚醚醇中的至少一种。

作为一种优选的方案，所述乳化剂为多臂聚醚醇。