专利名称：一种微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及潜伏环氧树脂固化剂及其制备方法。具体来讲是涉及一种微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂及其制备方法。
背景技术：
潜伏型环氧树脂固化剂通过络合等方式改变其化学结构，在合适的条件下表现出固化活性固化环氧树脂。这类潜伏型环氧树脂固化剂基本可以达到低温储存和高温发生固化反应的要求，但在与环氧树脂混合体系的使用中，出现了这样的矛盾当选择固化温度较低和固化时间较短的固化剂时，它们的低温储存期的指标就会下降许多；而当选择低温储存期指标较高的固化剂时，它们的固化温度却偏高或固化时间较长。为解决以上的矛盾，我们引入了一种新型的潜伏型固化剂——微胶囊固化剂。
如何降低耗能和延长储存期从而实现低成本化、高效化并可有效保证产品性能稳定已经成为环氧树脂体系在先进复合材料应用中的重要研究方向。微胶囊固化剂研究的进展对解决这一问题作出了贡献。作为囊芯材料的固化剂自身具有较高活性，固化反应能在较低温度和较短时间内进行，可节约大量的耗能；同时将它们微胶囊化，常温下包覆在微胶囊中不易释放，从而解决储存期的问题，实现一次配制长期使用，提高了生产效率。而且微胶囊化对象的广泛性和微胶囊技术的发展，可节省从化学结构入手研制满足高活性和长储存期两相指标的固化剂所耗费的财力物力。从这里我们可以看到，微胶囊固化剂在复合材料生产中具有良好的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种在室温下稳定不固化环氧树脂且在适宜温度下快速固化的微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂及其制备方法。
微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂具有囊芯、微胶囊壳体，囊芯材料化学结构式为
微胶囊壳体材料化学结构式为 其中，R1为烷基，R2为氢或烷基。
所述的微胶囊宏观上为白色固体粉末，粒径为1～100μm的表面光滑的微胶囊。囊芯材料占微胶囊的质量百分数为10～20％。
微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂的制备方法质量比为1∶0.5～1∶5丙烯酸酯类聚合物和2-苯基咪唑加入到20～30ml有机溶剂中溶解，将溶解得到的油相分散到30～50ml含有0.5～5wt％乳化剂的水相中，机械搅拌分散30～60min后，再将得到的乳液再次分散到200～300ml含有0.5～5wt％乳化剂的30～40℃水相中，保持水温不变，机械搅拌4～8h直至二氯甲烷挥发殆尽。然后离心，用蒸馏水洗涤若干次，置于40℃ 烘箱内干燥24h以上得到产物。
所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、明胶、司班或吐温。有机溶剂为二氯甲烷或氯仿。丙烯酸酯类聚合物和2-苯基咪唑的质量比为1∶1～1∶5。
本发明具有的有益效果是1、本发明提供的固化剂是微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂，在室温下与环氧树脂混合稳定，不固化环氧树脂，且在中温下快速固化环氧树脂，具有潜伏性；2、由于本发明提供的固化剂能在较低温度和较短时间内进行，可节约大量的耗能；同时将它们微胶囊化，可解决储存期的问题，实现一次配制长期使用，提高了生产效率；3、由于本发明提供的固化剂是微胶囊型固化剂，微胶囊技术的广泛性，可节省从化学结构入手研制满足高活性和长储存期两相指标的固化剂所耗费的财力物力；4、本发明提供的制备方法简单，易于控制，产率和产物性能稳定。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1以十二烷基硫酸钠为乳化剂，以二氯甲烷为溶剂在30ml二氯甲烷溶剂中溶解1g聚甲基丙烯酸甲酯和1g 2-苯基咪唑，将所得的油相加入40ml含有0.5wt％十二烷基硫酸钠的水溶液中，在1000r/min的机械搅拌下分散30min形成均一稳定的乳液，再将所得乳液加入到200ml含有0.5wt％十二烷基硫酸钠的水溶液中，恒温30℃ ，在1000r/min的机械搅拌强度下搅拌4h。然后离心，用蒸馏水洗涤5次，置于40℃ 烘箱内干燥24h得到产物。
实施例2以明胶为乳化剂，以二氯甲烷为溶剂在20ml二氯甲烷溶剂中溶解0.5g聚甲基丙烯酸甲酯和1g 2-苯基咪唑，将所得的油相加入30ml含有3wt％明胶的水溶液中，在1000r/min的机械搅拌下分散60min形成均一稳定的乳液，再将所得乳液加入到300ml含有3wt％明胶的水溶液中，恒温40℃，在800r/min的机械搅拌强度下搅拌8h。然后离心，用40℃蒸馏水洗涤5次，置于40℃ 烘箱内干燥48h得到产物。
实施例3以吐温和司班为乳化剂，以二氯甲烷为溶剂在30ml二氯甲烷中溶解0.5g聚甲基丙烯酸甲酯、2.5g 2-苯基咪唑和5wt％司班，将所得的油相加入50ml含有5wt％吐温的水溶液中，在1000r/min的机械搅拌下分散60min形成均一稳定的乳液，再将所得乳液加入到300ml含有2wt％吐温的水溶液中，恒温36℃，在500r/min的机械搅拌强度下搅拌5h。然后离心，用蒸馏水洗涤5次，置于40℃烘箱内干燥24h得到产物。
实施例4以十二烷基硫酸钠为乳化剂，以氯仿为溶剂在30ml氯仿中溶解1g聚甲基丙烯酸甲酯和1g 2-苯基咪唑，将所得的油相加入40ml含有0.5wt％十二烷基硫酸钠的水溶液中，在1000r/min的机械搅拌下分散30min形成均一稳定的乳液，再将所得乳液加入到200ml含有0.5wt％十二烷基硫酸钠的水溶液中，恒温30℃，在1000r/min的机械搅拌强度下搅拌4h。然后离心，用蒸馏水洗涤5次，置于40℃烘箱内干燥24h得到产物。
实施例5以明胶为乳化剂，以氯仿为溶剂在20ml氯仿中溶解0.5g聚甲基丙烯酸甲酯和1g 2-苯基咪唑，将所得的油相加入30ml含有3wt％明胶的水溶液中，在1000r/min的机械搅拌下分散60min形成均一稳定的乳液，再将所得乳液加入到300ml含有3wt％明胶的水溶液中，恒温40℃，在800r/min的机械搅拌强度下搅拌8h。然后离心，用40℃ 蒸馏水洗涤5次，置于40℃ 烘箱内干燥48h得到产物。
实施例6以吐温和司班为乳化剂，以氯仿为溶剂在30ml氯仿中溶解0.5g聚甲基丙烯酸甲酯、2g 2-苯基咪唑和5wt％司班，将所得的有机相加入50ml含有5wt％吐温的水溶液中，在1000r/min的机械搅拌下分散60min形成均一稳定的乳液，再将所得乳液加入到300ml含有2wt％吐温的水溶液中，恒温40℃，在1000r/min的机械搅拌强度下搅拌8h。然后离心，用蒸馏水洗涤5次，置于40℃烘箱内干燥24h得到产物。
上述
具体实施例方式
用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
权利要求
1.一种微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂，其特征在于具有囊芯、微胶囊壳体，囊芯材料化学结构式为 微胶囊壳体材料化学结构式为 其中，R1为烷基，R2为氢或烷基。
2.根据权利要求1所述的一种微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂，其特征在于所述的微胶囊宏观上为白色固体粉末，粒径为1～100μm的表面光滑的微胶囊。
3.根据权利要求1所述的一种微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂，其特征在于所述的囊芯材料占微胶囊的质量百分数为10～15％。
4.一种如权利要求1所述微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于质量比为1∶0.5～1∶5丙烯酸酯类聚合物和2-苯基咪唑加入到20～30ml有机溶剂中溶解，将溶解得到的油相分散到30～50ml含有0.5～5wt％乳化剂的水相中，机械搅拌分散30～60min后，再将得到的乳液再次分散到200～300ml含有0.5～5wt％乳化剂的30～40℃水相中，保持水温不变，机械搅拌4～8h直至二氯甲烷挥发殆尽。
5.根据权利要求4所述的一种微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，所述的乳化剂为十二烷基硫酸钠、明胶、司班或吐温。
6.根据权利要求4所述的一种微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为二氯甲烷或氯仿。
7.根据权利要求4所述的一种微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂的制备方法，其特征在于，所述的丙烯酸酯类聚合物和2-苯基咪唑的质量比为1∶1～1∶5。
全文摘要
本发明公开了一种微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂及其制备方法。以丙烯酸酯类聚合物为壳材料，以环氧树脂固化剂2－苯基咪唑(2PZ)为囊芯材料，通过溶剂挥发法制备微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂。本发明提供的微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂为固体粉末，与环氧树脂混合之后具有相容性良好、常温下稳定的特点；2－苯基咪唑(2PZ)被包埋在丙烯酸酯类聚合物的容器里，常温不容易释放，方便储存和运输；使用时只需加热到特定温度即可达到快速固化的目的，使用方便简单；该微胶囊潜伏型环氧树脂固化剂的制备工艺简单，易于控制。
文档编号C08K5/00GK101016369SQ20071006741
公开日2007年8月15日 申请日期2007年3月2日 优先权日2007年3月2日
发明者方征平, 许虹霞, 佟立芳, 许忠斌 申请人:浙江大学