[发明专利]一种环氧树脂固化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种新型环氧树脂固化剂的制备方法，利用巯基‑乙烯基加成反应(thiol‑ene click reaction)对聚丁二烯进行羧化改性，聚丁二烯分子链上的部分双键与含羧基的巯基化合物发生加成反应从而接枝上羧基，这种羧化聚丁二烯即可用作环氧树脂的固化剂。与现有技术相比，本发明采用巯基‑乙烯基加成反应合成的羧化聚丁二烯作为环氧树脂固化剂，通过酯化反应和醚化反应使分子链间形成网络交联结构，达到固化的目的。与传统环氧树脂固化剂的制备过程相比，本发明所用原料价廉易得、反应条件温和、便于大规模工业化生产。由于不具有多元胺和酸酐的化学结构，该新型环氧树脂固化剂能降低操作人员在使用过程中皮肤损伤的可能性。

技术领域

本发明属于高分子材料科学领域，尤其是涉及一种新型环氧树脂固化剂的制备方法。

背景技术

环氧树脂是分子结构中含两个或两个以上的环氧基团，以脂环族或芳香族等化学结构为骨架并能通过环氧基团与固化剂间的交联反应形成热固性产物的低聚物。环氧树脂本身为热塑性的线型结构，受热后为黏稠态或液态，只有在加入固化剂并在一定条件下经固化反应生成具有交联网络结构的产物，才会表现出各种优良的性能。环氧树脂具有优良的机械物理性能、热稳定性、化学稳定性、电绝缘性、成型加工性等性能，被广泛应用于航空结构件、电子封装材料、涂料、粘合剂等领域。固化剂在环氧树脂的应用上具有不可缺少的、甚至某种程度上决定性的作用。

以反应性和化学结构分类，环氧树脂固化剂可分为显在型和潜伏型两大类。前者又具体可分为包含多元胺、酸酐、聚酚及聚硫醇的加成型和包含阳离子聚合型及阴离子聚合型的触媒型两个分类。其中，多元胺类和酸酐类固化剂应用最为广泛。然而，多元胺类固化剂和有机组织的蛋白质氨基酸端酯基能发生反应并造成皮肤损伤，可引起皮炎、毛囊炎等病变。一些酸酐类固化剂如顺丁烯二酸酐和邻苯二甲酸酐对眼睛和皮肤也有刺激作用从而引起结膜炎和皮炎。

巯基-乙烯基加成反应是一种高效的高分子化学改性方法。本发明建议采用该反应得到羧化聚丁二烯，利用羧化聚丁二烯的羧基与环氧基发生酯化与醚化反应从而使环氧树脂交联固化。由于得到的羧化聚丁二烯不具有多元胺与酸酐的化学结构，该新型环氧树脂固化剂不仅能实现对环氧树脂的固化作用，而且能降低操作人员在使用过程中皮肤损伤的可能性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种反应条件温和，制备过程简单高效，便于大规模生产的环氧树脂固化剂的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种新型环氧树脂固化剂的制备方法，利用巯基-乙烯基加成反应(thiol-eneclickreaction)对聚丁二烯进行羧化改性，聚丁二烯分子链上的部分双键与含羧基的巯基化合物发生加成反应从而接枝上羧基，这种羧化聚丁二烯即可用作环氧树脂的固化剂。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

将有机溶剂加入反应器，再加入聚丁二烯和含羧基的巯基化合物，搅拌均匀，然后加入自由基引发剂分散均匀，升温至25-90℃，开始进行巯基-乙烯基加成反应，反应时间0.25-24小时，反应结束后加入石油醚至反应所得到的聚合物全部沉淀，抽滤并干燥后得到一种新型的环氧树脂固化剂。

以上步骤中所述有机溶剂与聚丁二烯的质量比为10-100；所述的含羧基的巯基化合物与聚丁二烯中双键的物质的量之比0.5-10；所述的自由基引发剂与含羧基的巯基化合物的质量之比为0-0.1。

所述的反应温度优选25-60℃。

所述的反应时间优选0.25-16小时。

所述的有机溶剂与聚丁二烯的质量之比优选10-50。

所述的含羧基的巯基化合物与聚丁二烯中双键的物质的量之比优选0.5-4。