[发明专利]具有双峰分布的环氧树脂微孔材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种具有双峰分布的环氧树脂微孔材料的制备方法，用于解决现有环氧树脂微孔材料制备方法实用性差的技术问题。技术方案是选用分子量在1000～2000g/mol之间的双酚A型环氧树脂，二元胺作为固化剂，控制固化剂的用量在25mol％‑50mol％之间来调节环氧树脂固化后的凝胶分数为67.8％‑82.3％，从而导致环氧树脂的固化不完全，固化片材基体中剩余有环氧预聚体，剩余环氧预聚体和更致密的交联网络形成两种不同区域，从而影响到气泡成核与泡孔生长，得到具有双峰分布的环氧树脂微孔材料，环氧树脂微孔材料的小泡孔平均直径为1.21‑1.40μm，大泡孔平均直径为13.1‑29.7μm，实用性好。

技术领域

本发明涉及一种环氧树脂微孔材料制备方法，特别涉及一种具有双峰分布的环氧树脂微孔材料的制备方法。

背景技术

聚合物微孔材料具有轻质、增强疲劳寿命、抗冲击、导热系数及介电常数低等诸多优异性能，在现代工业的很多领域有着广泛应用。对于聚合物微孔材料的研究，目前主要集中在热塑性聚合物基体上，相比热塑性聚合物，热固性聚合物具有更高的力学性能和耐热性能。环氧树脂作为典型的热固性聚合物，各方面性能优异，广泛应用于泡沫材料的制备。

在微孔材料的泡孔结构研究中，主要集中于均一泡孔分布的结构，对于双峰泡孔分布微孔材料的研究甚少。双峰泡孔结构中，大泡孔的存在有利于降低材料密度。而小泡孔的存在，使得双峰微孔材料的承载能力更强，且不会明显降低材料的性能，同时数量更多的小泡孔能够进一步提高材料的孔隙率、抗冲击性与比强度。

目前国内外专利所制备得到的环氧树脂微孔材料，均不具备双峰分布泡孔，如中国专利CN101302304B通过环氧树脂的固化过程与化学发泡的协同作用，制备得到耐水性和耐化学腐蚀性良好的环氧树脂泡沫材料。该专利所使用的发泡剂为偶氮类化合物，并且制备得到的环氧泡沫材料的泡孔直径大于100μm。

中国专利CN105086375B以双酚A型环氧树脂和2-乙基-4-甲基咪唑为原料，经过预固化片材的压制成型，在超临界CO₂中饱和吸附后恒温油浴发泡，制备得到结构均匀的环氧树脂微孔材料，其泡孔平均直径为5.84～20.0μm。以2-乙基-4-甲基咪唑作固化剂得到的环氧树脂基体刚性强、弹性很低，得到的泡孔平均直径无法小于5.84μm；并且无法制得具有双峰泡孔分布的微孔材料。

中国专利CN103240884B通过聚碳酸酯在超临界CO₂饱和吸附后取出时进行分步降压，达到二次成核的效果，再进行恒温油浴发泡得到双峰分布的聚碳酸酯微孔材料。但由于环氧树脂作为热固性树脂，玻璃化转变温度更高，在合适的饱和吸附温度时进行分步降压，环氧树脂分子链处于冻结状态，无法达到二次成核的效果。

中国专利CN105385024B通过向聚丙烯中添加多孔无机粒子，利用无机粒子的不同孔径影响表面对CO₂的亲疏性，进而影响CO₂的溶解和扩散，从而影响气泡成核和泡孔生长，制备得到双峰分布的聚丙烯微孔材料。该专利制备双峰分布微孔材料，需要在基体中引入新的粒子，不能得到纯基体材料的微孔材料。

上述文献公开方法制备得到的环氧树脂微孔材料，并不具备双峰分布泡孔；制备双峰泡孔的方法并不适用于纯环氧基体双峰分布微孔材料的制备。

发明内容

为了克服现有环氧树脂微孔材料制备方法实用性差的不足，本发明提供一种具有双峰分布的环氧树脂微孔材料的制备方法。该方法选用分子量在1000～2000g/mol之间的双酚A型环氧树脂，二元胺作为固化剂，控制固化剂的用量在25mol％-50mol％之间来调节环氧树脂固化后的凝胶分数为67.8％-82.3％，从而导致环氧树脂的固化不完全，固化片材基体中剩余有环氧预聚体，剩余环氧预聚体和更致密的交联网络形成两种不同区域，从而影响到气泡成核与泡孔生长，得到具有双峰分布的环氧树脂微孔材料。得到的环氧树脂微孔材料的泡孔主要由大小两种泡孔组成，其小泡孔平均直径为1.21-1.40μm，大泡孔平均直径为13.1-29.7μm，实用性好。