[发明专利]一种环氧树脂发泡剂，环氧树脂组合物及环氧发泡材料的制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种如结构式(a)和/或(b)所述的化合物作为环氧树脂发泡剂的用途，以及环氧树脂组合物及环氧发泡材料的制备和用途。利用二胺、双环氧化合物和Fmoc‑Cl保护基合成发泡剂，再用于环氧树脂组合物，可以一步法在低温或常温得到环氧发泡材料。该发泡剂能满足低温施工的要求，与环氧树脂相容性好，并且该发泡剂分解产生的胺加成物能够与环氧树脂形成交联点，提高体系的交联密度，制备泡沫的机械强度高，泡孔分布均匀，所述环氧树脂组合物适用于对耐热性要求较高的建筑保温材料。

技术领域

本发明属于环氧树脂领域，具体的涉及一种环氧树脂发泡剂、发泡环氧树脂组合物及其制备和用途。

背景技术

高分子泡沫材料，由于具有多孔、低密度、隔热、隔音、抗冲击等优异的性能成为一类独特的材料，环氧发泡材料具有较好的热稳定性、粘接性能、绝缘性能、尺寸稳定性、低毒低烟性能及耐化学腐蚀性等优点，在轨道交通、夹芯板复合板芯层、高强隔热隔音材料、漂浮材料、泡沫灌封胶等领域有着广泛的应用。

环氧发泡材料的制备方法主要有物理发泡法、化学发泡法和中空微珠填充法。制备环氧树脂发泡材料时，环氧树脂固化交联过程与泡孔长大成型的同步协调性问题一直是研究的难点，只有两个过程良好的同步协调才能制备出泡孔结构较精细、具有较高机械强度的环氧泡沫材料。

物理发泡法多为低沸点液体在一定温度下汽化释放气体，低分子环氧树脂固化并将气体包裹，从而形成泡沫材料。CN 108047650A公开了一种建筑用高效保温隔热材料，其中的发泡剂为三氯氟甲烷、石油醚、二氯四氟乙烷等，其释放后对大气环境有很大的破坏性。

化学发泡法多为在一定条件下(热、光等)分解产生气体，低分子环氧树脂固化并将气体包裹，从而形成泡沫材料。CN 104497483 A取树脂组分预固化至室温下体系成固体状态，冷却后与发泡剂一起采用球磨机碾磨成粉，取料粉在高温下发泡成型，该工艺需要合理控制预固化的反应程度，且需高温下进行发泡，要求工艺复杂，难度较高。

中空微珠填充法是直接将固定尺寸的中孔微珠混入体系中固化成型。CN101985512 A公开了一种物理可膨胀微球环氧发泡材料及其制备方法，利用微波加热箱加热发泡微球发泡膨胀和后固化成型，得到一种加热速度快、温度均匀、大小一致的物理可膨胀微球环氧发泡材料，该方法得到的发泡材料空隙均一、性能优良，但对设备要求严格、工艺繁琐，生产成本难以降低。

综合考虑以上因素，开发一种既能够简化加工工艺，满足中低温发泡工艺的要求，又能制备泡孔均匀、高机械强度和高耐热性的环氧树脂微孔发泡材料的方法具有重要意义。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种环氧发泡剂、该发泡剂用于环氧树脂组合物与环氧树脂相容性好，获得的材料具有泡沫密度均匀、机械强度高、耐热性较高和导热系数低的特点。

本发明的另一个目的在于提供一种环氧树脂组合物及其制备方法，该组合物加工及生产工艺简单，在中低温条件下就可以进行发泡，可以用于对耐热性要求较高的建筑保温材料。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种如结构式(a)和/或(b)所述的化合物作为环氧树脂发泡剂的用途，所述发泡剂结构如下：

其中R₁为：

R₂为：

结构式(a)和/或(b)所述的化合物的制备方法，包括以下步骤：

1)将双环氧化合物逐滴滴加到二胺中，混合均匀后升温至30～80℃，优选50～75℃，反应0.5～5h，优选1.5～3.5h，得到胺加成物c和/或d；