[发明专利]丙烯酸改性聚氨酯环氧增韧剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种丙烯酸改性聚氨酯环氧增韧剂、其制备方法及环氧树脂组合物。本发明提供的丙烯酸改性聚氨酯环氧增韧剂含有活性的丙烯酸酯基，能在固化过程中与环氧树脂基体产生化学键接；同时与环氧树脂具有较好的相容性，不产生宏观相分离，实现对环氧树脂增韧的同时，保证了环氧树脂的高强度，实现环氧树脂高强度高韧性的统一。而且本发明的丙烯酸改性聚氨酯环氧增韧剂可调配不同效果，适用于断裂伸长率30～100％的宽范围增韧和调配。

技术领域

本发明属于化工领域，特别是涉及一种丙烯酸改性聚氨酯环氧增韧剂、其制备方法及环氧树脂组合物。

背景技术

环氧树脂具有良好的力学性能、热性能、化学稳定性等，在各行各业发挥重要的作用。但环氧树脂脆性大、抗冲击性能差。在一定程度上限制了其应用领域。

聚氨酯树脂具有柔性好，强度高，能实现高强度和柔韧性的统一，可以在增韧环氧树脂的同时，尽可能少牺牲环氧树脂的强度，是用于增韧环氧树脂的理想材料。但是通常用于增韧环氧树脂的聚氨酯树脂由异氰酸酯基封端，存在毒性大，储存期短，储存稳定性差等缺点；而且异氰酸酯与胺类固化剂的反应太快，难以控制，内应力大；不含异氰酸酯基的聚氨酯树脂虽然储存稳定性较长，但这种聚氨酯树脂普遍分子量大，与环氧树脂相容性不佳，容易产生相分离；而且这种聚氨酯树脂活性基团少，与环氧树脂基体形成化学键接少，对环氧树脂的强度产生较大的影响。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种丙烯酸改性聚氨酯环氧增韧剂、其制备方法及环氧树脂组合物，用于解决现有技术中存在的诸多问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种丙烯酸改性聚氨酯环氧增韧剂，其制备方法包括以下操作：

a.将80～100份大分子二醇、0～5份小分子二元醇，40～60份二异氰酸酯混合后，于70～95℃反应2～3h得预聚体；

b.冷却至60～85℃，向预聚体中加入封端剂25～50份，反应2～4h；然后加入偶联剂1～5份直至反应1h，得所述丙烯酸改性聚氨酯环氧增韧剂；所述封端剂为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸己内酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯中的至少一种；所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

优选地，所述丙烯酸改性聚氨酯环氧增韧剂，其特征在于，所述大分子二醇为聚丙二醇，聚四氢呋喃二醇，聚酯二元醇，聚碳酸酯二元醇中的至少一种，分子量500～3000；所述小分子二醇为季戊四醇二丙烯酸酯、乙二醇、丁二醇、新戊二醇中的至少一种；所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯，4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯中的至少一种。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供上述丙烯酸改性聚氨酯环氧增韧剂的制备方法，包括以下操作：

a.将80～100份大分子二醇、0～5份小分子二元醇，40～60份二异氰酸酯混合后，于70～95℃反应2～3h得预聚体；

b.冷却至60～85℃，向预聚体中加入封端剂25～50份，反应2～4h；然后加入偶联剂1～5份直至反应1h，得所述丙烯酸改性聚氨酯环氧增韧剂；所述封端剂为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酸己内酯、季戊四醇三丙烯酸酯、双季戊四醇五丙烯酸酯中的至少一种；所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。

优选地，所述丙烯酸改性聚氨酯环氧增韧剂的制备方法，其特征在于，所述大分子二醇为聚丙二醇，聚四氢呋喃二醇，聚酯二元醇，聚碳酸酯二元醇中的至少一种，分子量500～3000；所述小分子二醇为季戊四醇二丙烯酸酯、乙二醇、丁二醇、新戊二醇中的至少一种；所述二异氰酸酯为异佛尔酮二异氰酸酯，六亚甲基二异氰酸酯，4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，甲苯二异氰酸酯，二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯中的至少一种。