一种改性热固性树脂及其制备方法_2

文档序号:9318969阅读:来源:国知局
lg步骤(2)制得的氨基化凹凸棒石分散在100mL乙醇中,超声分散30mim,得到氨基 化凹凸棒石均勾的分散液B ;在搅拌条件下,向分散液B中加入由16mL水杨醛和80mL乙醇 组成的混合液,而后回流反应12h ;抽滤,乙醇洗涤数次后,在60°C下干燥,得到席夫碱-凹 凸棒石。其红外谱图、紫外图谱分别参见附图1和2。
[0026] (4)改性凹凸棒石的制备 将lg步骤(3)制得的席夫碱-凹凸棒石分散在100mL乙醇中,超声分散30min,得到 席夫碱-凹凸棒石均匀的分散液C ;在N2保护和搅拌条件下,向分散液C中加入0. 96g四水 合乙酸锰,而后回流反应12h ;之后抽滤,乙醇洗涤数次后,在60°C下干燥,即得到改性凹凸 棒石。其红外谱图、紫外光谱图和元素扫描图分别参见附图1、2和3。
[0027] (5)改性热固性树脂预聚体及固化树脂的制备 在搅拌条件下,将步骤(4)中0.25g改性凹凸棒石和100g双酚A型氰酸酯混合,于 90°C搅拌超声分散40min后,在140°C预聚12min,得到改性热固性树脂预聚体。该改性热 固性树脂预聚体的差式扫描量热(DSC)曲线参见图4。
[0028] 将预聚体饶入模具中,在140 °C真空条件下脱气泡50min,按照工艺 140°C /lh+150°C /2h+180°C /2h +200°C /2h 和 220°C /4h 工艺进行固化和后处理,即得到 改性热固性固化树脂。
[0029] 参见附图1,它是实施例1提供的凹凸棒石、氨基化凹凸棒石、席夫碱-凹凸棒石及 改性凹凸棒石的红外光谱图。与凹凸棒石的红外谱图相比,氨基化凹凸棒石的红外谱图中, 2930cm 1处的吸收峰归属于硅烷偶联剂中亚甲基的伸缩振动,表明硅烷偶联剂与凹凸棒石 通过双方的羟基发生缩合反应,制得了氨基化凹凸棒石。在席夫碱-凹凸棒石的红外谱图 中,1639cm 1处的吸收峰是由席夫碱中的-C=N振动而引发,证明水杨醛与氨基化凹凸棒石 间的反应顺利进行,生成了席夫碱-凹凸棒石。在改性凹凸棒石的红外谱图在1570cm 1处 出现了吸收峰,这是由于1639cm 1处席夫碱中的C=N特征吸收峰在与过渡金属发生配位后 发生红移所致,说明改性凹凸棒石已经成功合成。
[0030] 参见附图2,它是本实施例1提供的凹凸棒石、席夫碱-凹凸棒石及改性凹凸棒石 的紫外谱图(UV)。相比凹凸棒石的谱图,席夫碱-凹凸棒石的谱图在255nm和324nm处出 现了强吸收峰,这是席夫碱的电荷位移跃迀所引起,表明席夫碱-凹凸棒石成功制得。在改 性凹凸棒石的谱图中,402nm处的吸收峰则是配体-过渡金属的电荷位移跃迀所致,进一步 说明锰席夫碱已经成功接枝到凹凸棒石表面。
[0031] 参见附图3,它是本实施例1提供的凹凸棒石及改性凹凸棒石表面的元素EDS扫描 图谱。凹凸棒石的谱图中无锰元素,而改性凹凸棒石出现了含量为0.78%的锰元素,锰元素 的从无到有直接证明了锰元素已被负载在凹凸棒石上。
[0032] 附图1-3的结果充分证明锰离子已经成功负载在凹凸棒石表面,新型的改性凹凸 棒石已经成功制得。
[0033] 实施例2 (1)改性热固性树脂预聚体的制备 将〇. 5g实施例1制备的改性凹凸棒石与100g的2, 2' -双(4-氰氧苯基)丙烷(又称 双酚A型氰酸酯)混合加入到烧杯中,在90°C下搅拌并超声40min ;再在140°C下预聚搅拌 12min,得到改性热固性树脂预聚体。该改性热固性预聚体的差式扫描量热(DSC)曲线参见 图4。
[0034] ( 2 )改性热固性固化树脂的制备 将步骤(1)制备的改性热固性树脂预聚体浇入模具中,在140°C真空条件下脱气泡 40min,按照工艺 140°C /lh+150°C /2h+180°C /2h +200°C /2h 和 220°C /4h 工艺进行固化和 后处理,即得到改性热固性固化树脂,其热失重(TG)曲线和冲击强度分别参见附图5和6。
[0035] 实施例3 (1)改性热固性树脂预聚体的制备 将0. 75g实施例1制备的改性凹凸棒石与100g的双酚A型氰酸酯混合加入到烧杯中, 在90°C下搅拌并超声40min ;再在140°C下预聚搅拌12min,得到改性热固性树脂预聚体。 该改性热固性树脂预聚体的差式扫描量热(DSC)曲线参见图4。
[0036] ( 2 )改性热固性固化树脂的制备 将步骤(1)制备的改性热固性树脂预聚体浇入模具中,在140°C真空条件下脱气泡 40min,按照工艺 140°C /lh+150°C /2h+180°C /2h +200°C /2h 和 220°C /4h 工艺进行固化和 后处理,即得到改性热固性固化树脂,其冲击强度参见附图6。
[0037] 实施例4 (1)改性热固性树脂预聚体的制备 将lg实施例1制备的改性凹凸棒石与l〇〇g双酚A型氰酸酯混合加入到烧杯中,在90°C 下搅拌并超声40min ;再在140°C下预聚搅拌12min,得到改性热固性树脂预聚体。该改性 热固性树脂预聚体的差式扫描量热(DSC)曲线参见图4。
[0038] ( 2 )改性热固性固化树脂的制备 将步骤(1)制备的改性热固性树脂预聚体浇入模具中,在140°C真空条件下脱气泡 40min,按照工艺 140°C /lh+150°C /2h+180°C /2h +200°C /2h 和 220°C /4h 工艺进行固化和 后处理,即得到改性热固性固化树脂。
[0039] 实施例5 (1)改性热固性树脂预聚体的制备 将2. 02g实施例1制备的改性凹凸棒石与100g双酚A型氰酸酯混合加入到烧杯中,在 90°C下搅拌并超声40min ;再在140°C下预聚搅拌12min,得到改性热固性树脂预聚体。该 改性热固性树脂预聚体的差式扫描量热(DSC)曲线参见图4。
[0040] (2 )改性热固性固化树脂的制备 将步骤(1)制备的改性热固性树脂预聚体浇入模具中,在140°C真空条件下脱气泡 40min,按照工艺 140°C /lh+150°C /2h+180°C /2h +200°C /2h 和 220°C /4h 工艺进行固化和 后处理,即得到改性热固性固化树脂。
[0041] 比较例1 (1)氰酸酯树脂预聚体的制备 将l〇〇g双酚A型氰酸酯在90°C下搅拌并超声分散40min,再在140°C下搅拌12min,得 到氰酸酯树脂预聚体,其差式扫描量热(DSC)曲线见附图4。
[0042] ( 2)氰酸酯固化树脂的制备 将步骤(1)制备的氰酸酯树脂预聚体浇入到模具中,真空脱泡30min,按照 140°C /lh+150°C /2h+180°C /2h+200°C /2h和220°C /4h工艺进行固化和后处理,即得到氰 酸酯树脂固化物。其热失重(TG)曲线和冲击强度分别参见附图5和6。
[0043] 参见附图4,它是本发明实施例1、2、3、4、5和比较例1所制备的各预聚体的差式扫 描量热( DSC)曲线。由曲线可知,比较例1制备的氰酸酯树脂预聚体有一个峰顶温度在314 °C的固化放热峰,而实施例1、2、3、4、5制备的改性热固性树脂预聚体的反应放热峰明显向 低温方向移动,且固化反应放热峰随改性凹凸棒石含量的增大而降低,充分说明改性凹凸 棒石对热固性树脂具有优异的催化效果。
[0044] 参见附图5,它是本发明比较例1所制备的氰酸酯固化树脂与实施例2制备的改性 热固性树脂固化树脂的热失重曲线,相关参数列于表1中。起始分解温度(Tdi,失重5wt% 的温度)常被用来衡量树脂热稳定性,从附图5与表1可得,比较例1和实施例2制备的固 化树脂Tdi分别为435. 1°C和452. 9°C,表明与氰酸酯树脂相比,改性热固性树脂的热稳定 性明显提高。同时,与比较例1制备的热固性树脂相比,实施例2制备的改性热固性树脂还 具有更高的Tmax (最大热失重速率所对应的温度)和高温下残炭率(Yc,800°C ),充分证明 了改性凹凸棒石的存在可以显著提高热固性树脂的热稳定性。
[0045] 表1比较例1和实施例2制备的固化树脂的相关热稳定性参数
参见附图
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