[发明专利]梓油环氧树脂增韧剂及其改性环氧树脂的制备方法

说明书

本发明涉及有机合成和高分子材料改性领域。

在环氧树脂应用中，如何降低固化物脆性，减少固化成型时因收缩应力而产生的开裂、微裂纹，是提高产品质量，增加应用可靠性的关键，也是技术上的一个难题，虽然可以采用在配方中加入一些中、高分子量环氧树脂，低分子橡胶类化合物，增韧性固化剂来降低固化物的脆性，但无法满足既要有低粘度，又不需加入（或不能加入，如用于浇铸制品）有机溶剂的使用要求，给成型工艺带来困难。美国专利3.974.113虽然介绍了用干性植物油改性环氧树脂，但对如何控制反应产物粘度未提出具体方法。该专利文件介绍的方法，主要是用亚麻油、桐油之类干性油改性液型环氧树脂，以增加环氧树脂固化物的韧性，而不是将干性植物油改性物作为环氧树脂增韧剂，加入到各种环氧树脂中使用;该专利文献介绍的干性油未包括我国南方特产的梓油，由于梓油含有亚麻酸、亚油酸、油酸、癸二烯酸、棕榈酸的甘油酯（主要用于制造油漆和油墨等），其成份要比该专利文献介绍的其它干性油复杂特殊，用它来制备环氧树脂改性物，尚无一先例;干性植物油用于环氧树脂加工改性相关的技术还有：从植物油提取可用于二聚酸合成的植物油脂肪酸，用这种原料合成二聚酸后，再用二聚酸生产二聚酸缩水甘油酯环氧树脂，改性酸固化剂，加入到环氧树脂应用配方，其工艺方法较为复杂，生产成本比较高。

本发明的目的在于提供一种利用国产原料、制备粘度比较低，增韧效果好的增韧剂和增韧改性环氧树脂的方法，由此方法制备的增韧剂和改性环氧树脂可广泛用于环氧树脂加工。

本发明是这样实现的：依据在一定条件下，环氧树脂中羟基可与油脂中的酯基发生酯交换反应;环氧树脂的环氧基可与油脂中游离脂肪酸进行加成反应的基本原理，利用梓油作为改性剂，桐油作改性物粘度调节剂，制备梓油环氧树脂增韧剂再由所制得的环氧树脂增韧剂改性环氧树脂。本发明所制得的梓油环氧树脂增韧剂，其粘度可在300至10万mPa·S之间任意变化;所制得的改性环氧树脂，粘度可降至3000至7000mPa·S范围。这样，可为多种环氧树脂应用提供增加韧性的手段，以适应环氧树脂浇铸、层压粘合剂防腐材料、绝缘涂料等多种应用目的。

本发明用梓油制成梓油环氧树脂增韧剂，再将此种增韧剂取代一部份环氧树脂用于环氧树脂成型如工，其主要特点是，可以较用同种数量梓油（或加入少量桐油）制得的改性环氧树脂固化物，有较高的热变形温度，达到了既可增加韧性，又尽可能减少耐热性降解的目的。

本发明所用原料：

1、梓油.工业一级品或二级品，以其色度低，游离酸值低者为好。

2、桐油.工业一级品或二级品，以其色度、酸值低者为好。

3、液型环氧树脂。如，国产CyD128型、E-51型、E-44型及及同类型环氧树脂均可。

4、催化剂。可选用碱性金属化合物，要求可与反应物均匀混溶，以保证反应顺利进行。

合成方案：

在装有搅拌、冷凝器的玻璃三口瓶或不锈钢反应釜中，按梓油（或少量桐油与大量梓油混合物）∶液型环氧树脂＝30～70∶70～30投料，并投入投料总量0.02～0.1%的催化剂，升温至170～250℃，反应时间2-6小时，可制得低粘度的梓油环氧树脂增韧剂，如用大量桐油与少量梓油混合物代替梓油，则可制得粘度较高的增韧剂，其收率≥98%。

在同样反应装置中投入5～30份梓油（或梓油与少量桐油混合物），95～70份液型环氧树脂，加入总投料量0.02～0.1  0.1%的催化剂，在170～250℃之间反应2～6小时，可制得梓油改性的液型环氧树脂。

用本发明的梓油环氧树脂增韧剂，可取代30～40%液型环氧树脂用于实际配方，由于本发明所制得的增韧剂价格要较液型环氧树脂便宜，固而可以降低环氧树脂成型材料的原料成本。

在本发明增韧剂或改性环氧树脂的应用配方中，如加入咪唑类固化促进剂可在中温（120～140℃）、较短时间（2～6小时）使产品固化，其热变形温度可满足一般应用要求，抗冲击强度有较大提高，固化物抗弯曲强度、电绝缘性能良好，并具有一定耐冷热冲击性能，可适应于多种目的。由于缩短了固化时间，减少了固化物应力开裂，大大提高了产品使用的可靠性，因而可使用户产生好的经济效益，提高产品使用可靠性的本身又具有良好的社会效益。

利用本发明制得的改性环氧树脂，由于粘度比较低，既可用于浇铸层压材料，又可用于无溶剂或低溶剂的环氧树脂涂料，不仅可以减少有害溶剂用量，同时提高了漆膜粘接强度，减少微裂纹，具有较高的使用可靠性。

实施例和应用例：

实施例1：