一种改性热固性树脂及其制备方法_2

文档序号:9229884阅读:来源:国知局
环四娃氧烧和5.51g甲基三甲氧基硅烷,以300r/min搅拌1min ;超声搅拌20min,得到乳白色均相溶液B ;将溶液B升温至80°C ;在400r/min搅拌速度下,将0.61对甲苯磺酸加入溶液,反应8h ;降温至60°C,以2滴/秒的速度滴加1.02g的γ -缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷预乳化液,而后在60°C反应2h ;在60°0下,加入1.03g封端剂,反应Ih ;破乳、过滤、采用甲醇洗涤,得到环氧基聚硅氧烷微球。该环氧基聚硅氧烷微球的扫描电镜照片及粒径分布分别参见附图1和2。
[0029](2)聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球的制备
在N2保护下,将Sg步骤(I)制备的环氧基聚硅氧烷微球加入到由2.02g的4,4’ - 二氨基二苯醚和200mL的N,N’ - 二甲基乙酰胺组成的澄清透明溶液中,在在80°C反应3h ;降至25°C,分10次加入2.0lg均苯四甲酸酐后,反应20h。抽滤、采用甲醇洗涤,300°C下进行2h热酰亚胺化,得到聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球。核壳微球的透射电镜照片、激光扫描共聚焦显微镜照片、粒径分布和红外光谱图分别参见附图3、4、5和6。
[0030]( 3)改性氰酸酯树脂固化物的制备将步骤(2)提供的0.60g聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球和59.41g2, 2’ -双(4-氰氧苯基)丙烷(又称双酚A型氰酸酯)加入到烧杯中,在180°C下搅拌4h,得到预聚体;将预聚体浇入到模具中,真空脱泡30min,按照180°C /2h+200°C /2h+220°C /2h和240°C /4h工艺分别进行固化和热处理,即得到改性氰酸酯树脂固化物。其热失重曲线图、冲击强度、tandelt-温度变化曲线图和储能模量-温度变化曲线图分别参见见附图7、8、9和10。
[0031]参见附图1和2,它们分别是实施例1步骤(I)制备的环氧基聚硅氧烷微球的扫描电镜照片和粒径分布图。从中可知,环氧基聚硅氧烷微球的形状规则,粒径分布较窄,主要分布在80?lOOnm。
[0032]参见附图3和4,它们分别是实施例1步骤(2)制备的聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球的透射电镜照片和激光扫描共聚焦显微镜照片。从中可知,聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球具有核壳结构。从附图5给出的粒径分布,聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球粒径分布较窄,主要分布在140?160nm。
[0033]参见附图6,它是实施例1步骤(2)制备的聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球的红外谱图。谱图中,3300CHT1处是微球表面N-H的特征峰;1700cm ―1和1300cm ―1是壳层聚酰亚胺中-C=O和-CON的特征峰;而1250CHT1和IlOOcm ―1分别是聚硅氧烷微球中-SiCH3和-S1-O-S1、-S1-O-C的特征峰,表明了核壳微球是由聚硅氧烷和聚酰亚胺组成,进一步证明了聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球成功合成。
[0034]实施例2
改性氰酸酯树脂固化物的制备
将实施例1步骤(2)提供的1.21g聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球和58.79g的2,2’-双(4-氰氧苯基)丙烷加入到烧杯中,在180°C下搅拌2.5h,得到预聚体;将预聚体浇入到模具中,真空脱泡30min,按照180°C /2h+200°C /2h+220°C 2h和240°C /4h工艺进行固化和热处理,即得到改性氰酸酯树脂。其热失重曲线图、冲击强度、损耗因子(tandelt)-温度变化曲线图和储能模量-温度变化曲线图分别参见附图7、8、9和10。
[0035]比较例1:氰酸酯树脂固化物的制备
将60g的2,2’-双(4-氰氧苯基)丙烷加入到10mL烧杯中;在搅拌条件下,于180°C下反应lh,得到预聚体;然后将预聚体浇入到模具中,真空脱泡30min ;按照180°C /2h+200°C/2h+220°C /2h和240°C /4h工艺分别进行固化和热处理,即得到氰酸酯树脂固化物。其热失重曲线图、冲击强度、损耗因子(tan delt)-温度变化曲线图和储能模量-温度变化曲线图分别参见见附图7、8、9和10。
[0036]参见附图7,它是比较例I提供的氰酸酯树脂固化物、实施例1和实施例2提供的聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球改性氰酸酯树脂固化物的热失重曲线图。从中可看出,比较例I提供的氰酸酯树脂固化物的初始分解温度448°C,实施例1和2提供的改性氰酸酯树脂初始分解温度分别是450 oc^P 448 ,说明改性氰酸酯树脂保持了优良热稳定性能。
[0037]参见附图8,它是比较例I提供的氰酸酯树脂固化物及实施例1和2提供的聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球改性氰酸酯树脂固化物的冲击强度图。可以看出,实施例1和实施例2提供的聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球改性氰酸酯树脂固化物的冲击强度分别是18.6kJ/m2、28.0kJ/m2,均高于比较例I提供的氰酸酯固化物的冲击强度(16.lkj/m2),说明聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球能显著提高氰酸酯树脂的韧性。
[0038]参见附图9,它是比较例I提供的氰酸酯树脂固化物及实施例1和2提供的聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球改性氰酸酯树脂固化物的损耗因子(tan delt)-温度变化曲线图。可以看出,实施例1和2提供的改性氰酸酯树脂固化物的玻璃化转变温度分别是300.4°C和300.6 0C,均高于比较例I提供的氰酸酯树脂固化物玻璃化转变温度296.5°C,说明改性后的氰酸酯树脂保持了优异的耐热性能。
[0039]参见附图10,它是比较例I提供的氰酸酯树脂固化物及实施例1和2提供的聚硅氧烷包覆聚酰亚胺改性氰酸酯树脂固化物的储能模量随温度变化图。可以看出,实施例1和实施例2提供的聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球改性氰酸酯树脂固化物的储能模量均高于比较例I提供的氰酸酯固化物的储能模量,说明聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球增韧氰酸酯树脂的同时,提高树脂的刚性。
[0040]实施例3
(I)聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球的制备
将0.51g十二烷基硫酸钠和0.12g壬基酚聚氧乙烯醚加入到10g去离子水以10r/min搅拌5min,得到澄清透明混合液A ;向混合液A中依次加入11.98g八甲基环四硅氧烷,5.51g甲基三乙氧基硅烷,以300r/min搅拌15min ;超声搅拌20min,得到乳白色均相溶液B ;将溶液B升温至80°C ;在450r/min搅拌速度下,加入0.61g对甲苯磺酸,搅拌反应8h,降温至60°C,以2滴/秒的速度滴加1.0lgy-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷预乳化液,而后在60°C反应2h ;在60°C下,加入1.0lg封端剂,反应Ih ;破乳、过滤,采用甲醇洗涤,得到环氧基聚硅氧烷微球。
[0041]在氩气保护下,将Sg环氧基聚硅氧烷微球加入到由2.0lg的4,4’- 二氨基二苯醚和200mLN,N’ - 二甲基乙酰胺组成的澄清透明溶液中,在80°C反应3h ;降至25°C,分8次加入1.99g均苯四甲酸酐后,反应22h。抽滤、采用甲醇洗涤,在300°C下进行2h热酰亚胺化,得到聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球。
[0042]( 2)改性氰酸酯树脂固化物的制备
将0.31g聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球和59.68g的4,4’ - 二氰酸酯基-二苯基乙烷(双酚E型氰酸酯)加入到烧杯中,在150°C下搅拌5h,得到预聚体;将预聚体浇入到模具中,真空脱泡 30min,按照 150°C /2h+180°C /2h+200°C /2h+220°C /2h 和 240°C/4h 工艺进行固化和热处理,即得到改性氰酸酯树脂。
[0043]实施例4
(I)聚硅氧烷包覆聚酰亚胺核壳微球的制备
将0.51g十二烷基硫酸钠和0.49g壬基酚聚氧乙烯醚加入到10g去离子水以10r/min搅拌lOmin,得到澄清透明混合液A ;向混合液A中依次加入11.99g八甲基环四娃氧烧,5
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