[发明专利]一种热可逆自修复环氧树脂及制备方法

说明书

本发明公开了一种热可逆自修复环氧树脂及制备方法。热可逆自修复环氧树脂是由包括以下组分的原料固化而得：各组份按重量份数计，基体树脂100重量份；固化剂60～120重量份；促进剂0.5～2重量份；基体树脂为缩水甘油糠醚和环氧树脂的混合物；环氧树脂在基体树脂中所占的重量比例为0％～30％；固化剂为含有双键的酸酐类固化剂；促进剂是叔胺类促进剂。制备方法包括：所述组分按所述用量固化后制得所述热可逆自修复环氧树脂。本发明的制备过程具有一步混合、不添加溶剂、低粘度的优点，并且操作简单，环境友好，对热可逆自修复环氧树脂领域的实际应用具有十分重要的意义。

技术领域

本发明涉及环氧树脂技术领域，进一步地说，是涉及一种热可逆自修复环氧树脂及制备方法。

背景技术

环氧树脂是已经被广泛地应用的一类热固性材料，但是在长时间的使用过程中，容易受到机械损伤，如降解或裂纹损坏，导致功能丧失和机械性能降低。传统的修复方法如焊接、粘接等只能在聚合物表面出现裂纹或者断面的时候进行，通常此时聚合物材料内部结构已经发生很大的破坏，这种宏观修复并不能有效地解决问题，而且，有许多热固性材料在破坏后无法修复和回收，造成严重的环境污染。经过长期的探索研究，利用向高分子中引入自修复性能来保证材料的性能不被破坏，从而延长材料的使用时间，已经成为了高分子材料领域研究的热点。

制备基于Diels-Aider反应的热可逆交联聚合物是实现材料自修复的一种重要的途径。这是因为Diels-Aider反应条件温和，不需要添加催化剂，只需要改变温度即可实现正逆反应之间的转换，反应程度高。目前，在环氧树脂热可逆领域研究较多的体系是采用引入呋喃基的环氧单体与双马来酰亚胺进行DA反应，再选择合适的固化剂进行固化得到交联网络的环氧树脂。但是引入双马来酰亚胺的体系有以下两个缺点：第一，因为双马来酰亚胺的溶解性不好，熔点高，通常需要添加合适的溶剂来溶解，在后续制备过程中还要进行除溶剂的步骤，增加制备成本，且不利于环境友好；第二，加入双马来酰亚胺进行交联的体系，通常需要进行两步反应形成交联体系，制备过程复杂，在实际应用有一定局限性。

发明内容

为解决现有技术中出现的制备过程复杂、成本高、大量溶剂导致的环境污染等问题，本发明提供了一种热可逆自修复环氧树脂及制备方法。本发明采用无溶剂一步法制备热可逆自修复环氧树脂。本发明制备含有呋喃基和环氧基的双官能团单体缩水甘油糠醚，选择合适的固化剂，利用将环氧固化反应和热可逆Diels-Aider反应结合起来的原理，将可逆键引入到环氧树脂体系中，制备一种新型交联结构的具有自修复性能的聚合物。该制备过程具有一步混合、不添加溶剂、低粘度的优点，并且操作简单，环境友好，对热可逆自修复环氧树脂领域的实际应用具有十分重要的意义

本发明的目的之一是提供一种热可逆自修复环氧树脂。

所述热可逆自修复环氧树脂是由包括以下组分的原料固化而得：

各组份按重量份数计，

基体树脂 100重量份；

固化剂 60～120重量份；优选80～100重量份；

促进剂 0.5～2重量份；优选1～2重量份。

所述的基体树脂为缩水甘油糠醚和环氧树脂的混合物；所述环氧树脂在基体树脂中所占的重量比为0％～30％；优选为10％～30％；

所述固化剂为含有双键的酸酐类固化剂；优选为马来酸酐、四氢苯二甲酸酐、甲基四氢苯二甲酸酐、烯烃基琥珀酸酐中的一种；更优选马来酸酐。

所述的促进剂是叔胺类促进剂，可采用本领域的常规促进剂，本发明中优选为三乙胺、苄基二甲胺、三(二甲氨基甲基)苯酚(DMP30)中的至少一种。

所述缩水甘油糠醚采用液体碱催化体系制备。可采用现有技术中常规的方法制备。