一种聚氨酯改性环氧树脂及其制备方法与流程

本发明涉及胶粘剂，特别涉及一种聚氨酯改性环氧树脂及其制备方法。

背景技术：

1、环氧树脂(ep)具有粘接性能好、化学稳定性高、耐高低温性能强和固化收缩率低等优点，是一类综合性能优异的热固性树脂，自二十世纪50年代末引入国内市场后，广泛应用于胶粘剂、涂料等领域。环氧树脂固化后形成高度交联的网络结构，导致其内应力增大、质脆、耐冲击性能差，需通过增韧改性来提升综合应用性能。

2、环氧树脂的增韧改性方法众多，但是聚氨酯(pu)改性环氧树脂(ep)材料中都存在pu与ep不完全相容的问题，pu加入量不能过高，增韧效果不理想。传统聚氨酯增韧改性环氧树脂的方法主要有两种：一是把端羟基聚氨酯加入环氧树脂中共混，利用聚氨酯分子链柔性增韧环氧树脂；二是利用聚氨酯结构中的异氰酸酯基与环氧树脂结构中的羟基基团发生反应，实现增韧体系的粘接性能和力学性能的显著提升。其中，第一种方法因为是物理共混，所以其相容性不是很好，不能有很高的相容性；第二种方法，因为利用的是羟基和nco的反应，因为羟基含量少，且在大分子环氧中位阻效效应明显，反应不充分，造成相容性不够好。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种聚氨酯改性环氧树脂及其制备方法。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

3、本发明第一方面提供一种聚氨酯改性环氧树脂，以重量份数计，包括以下组分：

4、聚醚多元醇，环氧树脂，含至少两个nco官能团的异氰酸酯，催化剂0.06-0.1份。

5、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做出如下改进：

6、进一步，nco基团与聚醚多元醇中的oh基团的摩尔比为2.1:1，以使得oh基团充分反应。

7、进一步，环氧树脂中的环氧基团与nco基团的摩尔比为2.1:1，以使得nco基团充分反应。

8、进一步，所述聚醚多元醇选自聚丙二醇(ppg-400)或聚四氢呋喃醚二醇(ptmg-1000)。

9、进一步，所述环氧树脂选自e-51或e-44。

10、进一步，所述异氰酸酯选自mdi、hdi、tdi、ipdi中的任意一种或多种。

11、进一步，所述催化剂选自三乙醇胺、咪唑中的一种或两种的组合。

12、本发明另一方面提供上述聚氨酯改性环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：将所述聚醚多元醇、含至少两个nco官能团的异氰酸酯加入反应釜中，通入氮气，升温至60-120℃，搅拌2-3小时，通冷却水冷却至20℃以下，加入环氧树脂、催化剂，搅拌均匀，升温至100-140℃，反应3-6小时，即得所述聚氨酯改性环氧树脂。

13、本发明的工艺路线涉及以下两步反应：

14、第一步反应：

15、

16、第二步反应：

17、

18、与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：

19、由异氰酸根和环氧官能团，在催化剂的作用下，合成一种五元杂环结构，五元环是一类由c、n、o三种元素组成的刚性五元环结构，具有较大的内聚能，且碳氧双键的键能较大，耐高温性能好；

20、本发明利用nco与环氧基团的反应，可以合成出两端都含有一个环氧基团的前段改性树脂，充分利用两种材料的反应活性，提高了相容性，多元醇链段的加入制得的聚氨酯改性环氧树脂的韧性好，且耐湿热性能良好，可作为胶粘剂使用。

技术特征：

1.一种聚氨酯改性环氧树脂，其特征在于，以重量份数计，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的聚氨酯改性环氧树脂，其特征在于，nco基团与聚醚多元醇中的oh基团的摩尔比为2.1:1。

3.根据权利要求1所述的聚氨酯改性环氧树脂，其特征在于，环氧树脂中的环氧基团与nco基团的摩尔比为2.1:1。

4.根据权利要求1所述的聚氨酯改性环氧树脂，其特征在于，所述聚醚多元醇选自聚丙二醇(ppg-400)或聚四氢呋喃醚二醇(ptmg-1000)。

5.根据权利要求1所述的聚氨酯改性环氧树脂，其特征在于，所述环氧树脂选自e-51或e-44。

6.根据权利要求1所述的聚氨酯改性环氧树脂，其特征在于，所述异氰酸酯选自mdi、hdi、tdi、ipdi中的任意一种或多种。

7.根据权利要求1所述的聚氨酯改性环氧树脂，其特征在于，所述催化剂选自三乙醇胺、咪唑中的一种或两种的组合。

8.一种权利要求1-7中任一项所述的聚氨酯改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述聚醚多元醇、含至少两个nco官能团的异氰酸酯加入反应釜中，通入氮气，升温至60-120℃，搅拌2-3小时，通冷却水冷却至20℃以下，加入环氧树脂、催化剂，搅拌均匀，升温至100-140℃，反应3-6小时，即得所述聚氨酯改性环氧树脂。

技术总结
本发明涉及胶粘剂技术领域，特别涉及一种聚氨酯改性环氧树脂及其制备方法，以重量份数计，包括以下组分：聚醚多元醇，环氧树脂，含至少两个NCO官能团的异氰酸酯，催化剂0.06‑0.1份。制备方法如下：将所述聚醚多元醇、含至少两个NCO官能团的异氰酸酯加入反应釜中，通入氮气，升温至60‑120℃，搅拌2‑3小时，通冷却水冷却至20℃以下，加入环氧树脂、催化剂，搅拌均匀，升温至100‑140℃，反应3‑6小时，即得所述聚氨酯改性环氧树脂。本发明提供的聚氨酯改性环氧树脂的韧性好，且耐湿热性能良好，可作为胶粘剂使用。

技术研发人员：徐庆锟,王建斌,陈田安,解海华
受保护的技术使用者：烟台德邦科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7