[发明专利]一种超高分子量环氧树脂及其制备方法

说明书

本发明属于热固性高分子材料领域，具体为一种超高分子量环氧树脂及其制备方法，包括如下步骤：1)将聚羟基醚均匀溶于有机溶剂中；2)加入表卤醇和酸性催化剂，在25～150℃搅拌反应0.5～24小时，开环醚化；3)在40～70℃条件下，向步骤2)所得反应液中滴加碱性溶液作为催化剂进行闭环反应，经洗涤、提纯后，获得目的产物。所述超高分子量环氧树脂属于热固性环氧树脂预聚物，重均分子量可达到20000‑120000，环氧当量任意可调，具有较好的相容性，制备方法简单，易于规模化生产。

技术领域

本发明涉及热固性高分子材料领域，具体是一种超高分子量环氧树脂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂具有优良的机械性能、绝缘性能、耐腐蚀性能、黏接性能、低收缩性能和加工工艺性能。作为纤维复合材料的基体树脂广泛用于飞行器、风机叶片、运动器械等结构材料的制造，但是环氧树脂固化后交联密度高，因此其固化物存在韧性低、耐疲劳和耐冲击性能差等缺点，在一定程度上限制了其应用。而普通环氧树脂预聚物重均分子量一般较低(<5000)，是导致其韧性较低的重要原因之一。目前，采用双酚与环氧氯丙烷在碱性溶液中缩聚而成的聚羟基醚(即酚氧树脂或苯氧树脂)，虽然分子量较高，但分子结构中几乎不含环氧基团，属于热塑性树脂。

发明内容

本发明的目的是提出一种超高分子量环氧树脂，通过增大环氧树脂预聚物分子量来改善环氧树脂固化物的韧性等性能。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种超高分子量环氧树脂，该树脂结构式如下：

其中，树脂结构主要由重复结构单元A、B、C、D构成，重复结构单元A、B、C、D的排列顺序是无规、交替或嵌段结构的一种或多种；对应数量分别为j、k、m、t，聚合度n＝j+k+m+t，n值介于40～400；m为1到n的整数，t、j、k为0到n-1的整数。

优选地，超高分子量环氧树脂中R₁、R₂为如下结构中的任意一种：

优选地，结构重复单元中R₃、R₄为—H、—CH₃中的任意一种。

一种超高分子量环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

1)将聚羟基醚均匀溶于有机溶剂中；

2)加入表卤醇和酸性催化剂，在25～150℃搅拌反应0.5～24小时，开环醚化；

3)在40～70℃条件下，向步骤2)所得反应液中滴加碱性溶液(催化剂)进行闭环反应，经洗涤、提纯后，获得目的产物；

所述聚羟基醚的结构式如下：

其中，树脂结构主要由重复结构单元A、B构成，对应数量分别为x、y，聚合度n＝x+y，n值介于40～400；x为1到n的整数，y为0到n-1的整数。

优选地，聚羟基醚中R₁、R₂为如下结构中的任意一种：

优选地，所述有机溶剂为乙酸乙酯、三氯甲烷、环己酮、二甲基亚砜、二氧六环、二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、环氧氯丙烷、环氧溴丙烷、环氧碘丙烷、甲基环氧氯丙烷、甲基环氧溴丙烷、甲基环氧碘丙烷中的任意一种或几种。

优选地，所述酸性催化剂为三氟化硼甲醚络合物、三氟化硼乙醚络合物、三氟化硼丁醚络合物、三氟化硼四氢呋喃络合物、四氯化锡、三氯化铝、三氯化铁、四氯化钛、硫酸、高氯酸、高溴酸、硝酸、盐酸、磷酸、强酸性离子交换树脂中的任意一种或几种。