[发明专利]一种改性环氧树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性环氧树脂的制备方法，特别是涉及一种热固性改性环氧树脂的制备方法。

背景技术

环氧材料（复合材料、塑料和胶粘剂等）在固化过程和使用过程中，由于树脂的交联以及温度的变化等原因都会产生收缩。当收缩不均匀时，就会在材料内部产生内应力。内应力能引起制件尺寸和形状的变化和翘曲，产生裂纹，是材料的性能劣化，甚至会导致材料的破坏。用作应力敏感电子元器件的环氧树脂灌封料的内应力会使电子元器件的性能变劣、参数漂移，也会使胶接接头或树脂、纤维界面容易受氧、水等环境因素的攻击，造成过早的环境破坏。为消除树脂体积收缩带来的缺陷，以往人们通过加入无机填料、增韧剂等方法来降低收缩率，但这只能在某种程度上消减体积收缩产生的内应力，而不能从根本上解决问题。然而，添加膨胀单体的方法可以从根本上较好的解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热固性改性环氧树脂的制备方法，该方法对螺环原碳酸酯预聚体合成，并用所制备的螺环预聚体改性双份A环氧树脂（E-51），对它们的制备条件进行了优化；改性环氧树脂体系的体积变化率随预聚体的含量以及预聚体中螺环单体的含量的增加而减小。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种改性环氧树脂的制备方法，该方法首先对螺环原碳酸酯预聚体合成：

⑴ 按摩尔比M(螺环单体):TDI(甲苯-2,4-二异氰酸酯)为2:1、3:2、4:3的比例称好M和TDI，将M放入三口瓶中，加入氯仿将其溶解，按单体质量：氯仿质量比为1：10，控制油浴温度35℃，电磁搅拌；

⑵ 另将TDI用10毫升氯仿溶解，混合液加入恒压滴液漏斗中，漏斗安装到三口瓶上，并在滴液漏斗上方安装无水CaCl₂干燥管；

⑶ 将漏斗中混合液逐滴加入反应瓶中，反应24小时，然后将所得物质倒入表面皿中，使其自然冷却，溶剂自然挥发，放置48小时，将所得物质研磨成粉末状，即得产品；

再进行改性环氧树脂的制备：

将配好的预聚体，合成摩尔比为2:1，3:2，4:3和环氧树脂于室温下在烧杯中混合，加入混合树脂重量3%的三氟化硼乙胺固化剂搅匀，将盛有混合物的烧杯超声波清洗器中混合1小时，然后再放入真空烘箱中脱气泡2小时即可。

所述的一种改性环氧树脂的制备方法，其所述的螺环原碳酸酯预聚体为黄色固体，熔点分别为：46.2℃(2:1),50.4℃(3:2),68.8℃(4:3)。

本发明的优点与效果是：

本发明螺环原碳酸酯单体与甲苯-2,4-二异氰酸酯反应制备了一系列不同螺环单体含量的螺环原碳酸酯预聚体，并使用它们改性双份A环氧树脂（E-51），所合成的膨胀单体预聚体能够有效降低环氧树脂固化过程中的体积收缩，具有较好的膨胀作用。并且，改性环氧树脂固化过程中的体积变化率随预聚体的含量以及预聚体中螺环单体的含量的增加而减小。

附图说明

图1为液态环氧树脂固化收缩率测定装置示意图；

图2为螺环原碳酸酯预聚体与螺环原碳酸酯单体的红外光谱图。

注：本发明的图2为产物状态的分析示意图，图中文字不清晰并不影响对本发明技术方案的理解。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行详细说明。

本发明首先对螺环原碳酸酯预聚体合成：

⑴ 按摩尔比M(螺环单体):TDI(甲苯-2,4-二异氰酸酯)为2:1、3:2、4:3的比例称好M和TDI，将M放入三口瓶中，加入氯仿将其溶解（按单体质量：氯仿质量比为1：10），控制油浴温度35℃，电磁搅拌。

⑵ 另将TDI用10毫升氯仿溶解，混合液加入恒压滴液漏斗中，漏斗安装到三口瓶上，并在滴液漏斗上方安装无水CaCl₂干燥管。

⑶ 将漏斗中混合液逐滴加入反应瓶中，反应24小时，然后将所得物质倒入表面皿中，使其自然冷却，溶剂自然挥发，放置48小时，将所得物质研磨成粉末状，即得产品，为黄色固体，熔点分别为：46.2℃(2:1),50.4℃(3:2),68.8℃(4:3)。

改性环氧树脂的制备：

将不同配比的预聚体（合成摩尔比为2:1，3:2，4:3）和环氧树脂于室温下在小烧杯中混合，加入混合树脂重量3%的三氟化硼乙胺固化剂搅匀，将盛有混合物的小烧杯超声波清洗器中混合1小时，然后再放入真空烘箱中脱气泡2小时即可。

表  环氧树脂与预聚体的配制比例