一种三嵌段共聚物改性环氧树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于改性环氧树脂领域，公开了一种三嵌段共聚物PCL-b-PDMS-b-PCL改 性环氧树脂的制备方法。
【背景技术】
[0002] 环氧树脂是分子中含有环氧基团的有机化合物，固化后具有良好的物理、化学性 能、介电性能以及化学稳定性等，对金属和非金属材料的表面具有优异的黏结强度，其在胶 黏剂、电子电器、航空航天以及复合材料领域的应用日益广泛。
[0003] 最近，人们认识到在环氧树脂共混物中形成纳米尺度上的有序或者无序结构有助 于进一步优化环氧树脂基体与改性剂之间的相互作用，从而能够更好地提高其物理性能。 纳米粒子由于具有纳米尺寸效应，以及表面界面效应，能够很好地改善环氧树脂的力学性 能和热性能。纳米粒子与环氧树脂之间通过物理或化学吸附作用，形成了特殊的界面层，材 料受应力作用时，此界面层可以起到抑制银纹增长的作用，从而提高材料的断裂韧性。
[0004] 嵌段共聚物是指由有两种或两种以上性质不同的聚合物链段以共价键相连而成 的特殊聚合物。聚二甲基硅氧烷（PDMS)具有热稳定性、耐氧化、耐候和低温特性好、表面能 低等优点，因此用聚二甲基硅氧烷改性环氧树脂是近年来发展起来的一个热点，但PDMS与 环氧树脂的相容性较差的问题仍然存在。
[0005] 本发明采用一种三嵌段聚合物PCL-b-PDMS-b-PCL对环氧树脂进行改性的方法， 以提高其韧性来满足其在航天航空领域的要求。
【发明内容】
[0006] 要解决的技术问题 本发明引入了含有聚二甲基硅氧烷（PDMS)链段的三嵌段聚合物，另一段是与环氧树 脂相容的聚己内酯（PCL)。PDMS在固化前后都是与环氧树脂不相容的，因此包含与环氧 树脂相容的链段（比如PCL)和PDMS链段的嵌段共聚物在环氧树脂中是以自组装的机理 形成纳米结构的。本发明运用了开环聚合的方法，设计合成了PCL-b-PDMS-b-PCL三嵌段 共聚物，然后将此嵌段共聚物与环氧树脂共混制备了具有纳米结构的热固性树脂。本发 明的目的在于通过调整嵌段含量来控制纳米结构分散相的类型和尺寸，通过加入少量的 PCL-b-PDMS-b-PCL来改善环氧树脂的耐高温性能及韧性，以满足新一代高性能结构树脂材 料在航空航天、电子电气工业等领域的应用要求。
[0007] 技术方案 本发明所使用的环氧树脂为4, 5-环氧己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯（TDE-85)，属于 脂环族缩水甘油脂三官能环氧树脂，如结构式1所示：
结构式1TDE-85。
[0008] 本发明所使用的固化剂为胺类固化剂：4, 4' -二氨基二苯砜(简称DDS)，如结构式 2所示： 结构式2DDS。
[0009] 本发明所使用的嵌段聚合物为PCL-b-PDMS-b-PCL，如结构式3所示：
结构式 3PCL-b-PDMS-b-PCL。
[0010] 本发明的目的通过以下技术方案来实现，其特征如下： 本发明的目的通过以下技术方案来实现，其特征如下： 将不同质量配比的1DE-85,DDS与PCL-b-PDMS-b-PCL热熔混合均匀后进行固化。本 发明的技术特征在于原料配方按质量计为：环氧树脂1DE-85为100份(质量份数)，固化 剂DDS为30~50份(质量份数)，PCL-b-PDMS-b-PCL为10~50份(质量份数)，即得一种 CL-b-PDMS-b-PCL改性TDE-85/DDS树脂体系。
[0011] 本发明所涉及的制备方法工艺流程简单、操作易于实现、反应条件易于控制、反应 原料易于获取，经过PCL-b-PDMS-b-PCL改性的环氧树脂具备良好的性能，满足其在航天航 空等领域的要求，使环氧树脂的应用范围得到了进一步的拓宽。
【具体实施方式】
[0012] 为了易于进一步理解本发明，下列实施例阐述了更特定的细节，但本发明的实施 方式不限于此。
[0013] 实施例1 : 称取的TDE-85、DDS、PCL-b-PDMS-b-PCL分别为10g、3g、lg。将三种组分在130°C下充 分热熔并混合均匀，在真空烘箱内放置24h除去气泡，固化工艺：120°C/2h+180°C/2h。该 树脂体系固化后通过热重分析（TGA)测试性能如下：Td5=355°C，TdlQ=375°C，400°C下的质量 保留率分别为75. 2%。冲击强度为32. 30KJ?m2。
[0014] 实施例2 : 称取的TDE-85、DDS、PCL-b-PDMS-b-PCL分别为10g、4g、3g。将三种组分在130°C下充 分热熔并混合均匀，在真空烘箱内放置24h除去气泡，固化工艺：130°C/2h+200°C/2h。该 树脂体系固化后通过热重分析（TGA)测试性能如下：Td5=345°C，TdlQ=362°C，400°C下的质量 保留率分别为67. 3%。冲击强度为35. 67KJ?m2。
[0015] 实施例3 : 称取的TDE-85、DDS、PCL-b-PDMS-b-PCL分别为10g、5g、5g。将三种组分在130°C下充 分热熔并混合均匀，在真空烘箱内放置24h除去气泡，固化工艺：140°C/2h+220°C/2h。该 树脂体系固化后通过热重分析（TGA)测试性能如下：Td5=327°C，Tdl(]=341°C，400°C下的质量 保留率分别为62. 2%。冲击强度为39. 52KJ?m2。
【主权项】
1. 一种PCL-b-PDMS-b-PCL三嵌段共聚物改性环氧树脂及其制备方法，其特征在于所 述改性体系的原料配方按质量计为：环氧树脂为100份(质量份数)，固化剂为30~50份 (质量份数)，PCL-b-PDMS-b-PCL为10~50份(质量份数)。2. 根据权利要求1所述的PCL-b-PDMS-b-PCL三嵌段共聚物改性环氧树脂及其制 备方法，其特征在于：所使用的环氧树脂为4, 5-环氧己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯 01^-85)，属于脂环族缩水甘油脂三官能环氧树脂，如结构式1所示：结构式ITDE-85。3. 根据权利要求1所述的PCL-b-PDMS-b-PCL三嵌段共聚物改性环氧树脂及其制备方 法，其特征在于：所使用的固化剂为胺类固化剂：4,4'_二氨基二苯砜(简称DDS)，如结构式 2所示： 结构式2DDS。4. 根据权利要求1所述的PCL-b-PDMS-b-PCL三嵌段共聚物改性环氧树脂及其制备方 法，其特征在于：所使用的PCL-b-PDMS-b-PCL三嵌段共聚物如结构式3所示：结构式 3PCL-b-PDMS-b-PCL。5. 权利要求1~4所述的PCL-b-PDMS-b-PCL三嵌段共聚物改性环氧树脂及其制备方法， 其特征在于制备方法如下：将不同质量配比的TDE-85,DDS与PCL-b-PDMS-b-PCL热熔混 合均匀后进行固化。
【专利摘要】本发明公开了一种PCL-b-PDMS-b-PCL三嵌段共聚物改性环氧树脂的制备方法，将不同质量配比的环氧树脂，固化剂与PCL-b-PDMS-b-PCL三嵌段共聚物热熔混合均匀后进行固化。本发明的技术特征在于原料配方按质量计为：环氧树脂为100份（质量份数），固化剂为30～50份（质量份数），PCL-b-PDMS-b-PCL为10～50份（质量份数），即得一种PCL-b-PDMS-b-PCL改性环氧树脂体系。本发明所涉及的制备方法工艺流程简单、操作易于实现、反应条件易于控制、反应原料易于获取，经过改性的环氧树脂具备良好的耐热性，满足其在航天航空等领域的要求，使环氧树脂的应用范围得到了进一步的拓宽。
【IPC分类】C08G59/32, C08L63/00, C08L87/00, C08G59/50
【公开号】CN105131531
【申请号】CN201510631505
【发明人】周权, 倪礼忠, 沈康, 钱建华, 刘坐镇
【申请人】华东理工大学, 华东理工大学华昌聚合物有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月29日