[发明专利]芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环氧树脂及其制备方法，特别涉及固化后具有高韧性的芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂由于具有良好的粘接性、力学强度、耐化学腐蚀性以及工艺性能等优点，在胶黏剂、涂料、微电子封装和复合材料基体等领域有着非常广泛的应用。但是常用的环氧树脂如双酚A环氧树脂固化后都存在冲击强度低，脆性大的缺点，在实际应用中经常需要对环氧树脂进行增韧。常见的增韧方法是在环氧树脂的基体中加入橡胶弹性体、无机刚性粒子或热塑性塑料等第二组分与环氧树脂的基体形成分相结构，通过弹性体颗粒吸收能量或相分离诱导界面处环氧塑性变形提高环氧树脂的韧性(如文献European PolymerJournal.V38，2002，251-264；Polymer.V41，2000，4451-4459；Polymer.V48，2007，530-541等报道)，或者采用与环氧树脂具有一定相容性的超支化聚酯或嵌段共聚物等韧性较好的高聚物加入环氧树脂中形成半/全互穿网络结构使环氧树脂增强增韧(如Polym.Adv.Technol.V19，2008，1597-1607；Macromol.Symp.2007，256，55-64)。但以上方法有的对环氧树脂的增韧效果有限，有的常常会导致环氧树脂的拉伸、弯曲强度下降、耐热性能降低或加工性能变差，而有的如果要达到增韧效果，要对加工工艺条件有较大的依赖性，从而限制了其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于克服现有环氧树脂的脆性，以及现有环氧树脂增韧方法的不足，提供一种固化后具有高韧性的芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂。

本发明的另一目的在于提供上述芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂的制备方法。

本发明的芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂的制备方法简单，树脂的粘度低，加工工艺好，可以单独作为环氧树脂使用，也可以作为其它环氧树脂的增韧改性剂。当单独作为环氧树脂使用时，该芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂的固化物具有极其优良的韧性；当作为其它环氧树脂的增韧改性剂使用时，可以大幅度提高其它环氧树脂的韧性。由于该芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂单独作为环氧树脂或作为其它环氧树脂的增韧改性剂使用时，固化后的固化物具有高强高韧的特点，因此，本发明的芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂可作为构成涂料、粘合剂、电子器件封装材料、碳纤维或玻璃纤维复合材料基体树脂的组分得到广泛应用。

本发明的芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂具有以下结构：

其中：R为

优选所述的芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂具有以下结构：

其中：n＝1。

本发明的芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂的合成路线如下所示：

其中：R为

所述的芳香族聚醚是

其中：R为、、

本发明中制备芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂所用的原料芳香族聚醚可以采用上述的市售产品，或采用本领域的常规方法，通过以下结构之一的芳香族酚类单体与环氧乙烷加成制得。

常用制备双酚A环氧树脂的方法不适用于制备本发明的芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂；此外由于芳香族聚醚多为固态或高粘度液体，并且在常用的有机溶剂中溶解性不好，也不适宜采用传统的制备脂肪醇缩水甘油醚用的路易斯酸作为开环反应的催化剂，因此本发明中使用固体碱作为催化剂。本发明在制备过程中所用的固体碱催化剂为I族金属元素的氢氧化物，如氢氧化锂、氢氧化钠或氢氧化钾等，其中优选的固体催化剂为氢氧化钠。

本发明的芳香族聚醚缩水甘油醚环氧树脂的制备方法为：

按反应物芳香族聚醚的摩尔数计，在惰性气体(如氮气)气氛中，将1摩尔的芳香族聚醚与2～30摩尔的环氧氯丙烷(优选使用5～20摩尔的环氧氯丙烷)混合，加入2～6摩尔的固体碱催化剂(优选加入2～4摩尔的固体碱催化剂)，在反应温度为50～90℃(优选反应温度为60～80℃)下进行反应，反应时间为5～20小时(优选反应时间为8～16小时，更优选反应时间为10～12小时)；反应结束后加入有机溶剂稀释产物，用去离子水洗涤稀释后的产物至中性；然后分离出有机相，在温度为90～120℃及压力为1～10mmHg下减压蒸馏去除有机相中的挥发份后得到的液体即为本发明所述的芳香族聚醚缩水甘油醚环氧。