一种具有增韧性质的环氧树脂组合物及合成方法
阅读说明：本技术 一种具有增韧性质的环氧树脂组合物及合成方法 (Epoxy resin composition with toughening property and synthesis method thereof ) 是由 蔡牧霖 黄中汉 黄仁杰 于 2020-07-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有增韧性质的环氧树脂组合物及合成方法,包括：环氧树脂和改质剂,环氧树脂与改质剂的重量比为100：(0.1～90)；环氧树脂在改质剂的作用下自身合成或修饰改质成具有增韧性质的环氧树脂。本发明利用环氧树脂本身为材料进行改质,可以有效地改善相容性与成本问题,可提升韧性、树脂间的相容性以及耐热性能,降低内应力产生,生产过程无副产物与危险废弃物。(The invention discloses an epoxy resin composition with toughening property and a synthesis method thereof, wherein the epoxy resin composition comprises the following components: the weight ratio of the epoxy resin to the modifier is 100: (0.1 to 90); the epoxy resin is synthesized or modified into the epoxy resin with toughening property under the action of the modifier. The invention uses the epoxy resin as the material to modify, can effectively improve the problems of compatibility and cost, can improve the toughness, the compatibility among resins and the heat resistance, reduces the generation of internal stress, and has no by-products and hazardous wastes in the production process.)
技术领域
本发明涉及环氧树脂技术领域，具体涉及一种具有增韧性质的环氧树脂组合物及合成方法。
背景技术
环氧树脂具有优异的粘接力、力学特性、电气绝缘效果、化学稳定性与低收缩性；因其广泛的通用特性使其可以使用在建筑、轻工业、电气产品、航空等领域的相关应用中，然而固化后的环氧树脂也存在耐冲击性与耐疲劳性较弱的缺陷，进而影响其使用寿命。因此，在环氧树脂中增韧材料的使用对于抗开裂性能至关重要，其一直是环氧树脂的研究重点。
目前在环氧树脂中采用较多的增韧方法是在环氧树脂中加入活性端基橡胶、聚醚、聚脂或是单官能环氧稀释剂等材料，通过羟基、羧基和异氰酸机团等官能团参与环氧树脂的交联反应，从而达到增韧目的。上述的增韧方法虽然对于防止开裂有良好的防范，但是其固化物耐热性下降较明显，也间接影响了电气的绝缘特性。
目前常见的增韧环氧树脂以及橡胶材料改质后的环氧树脂，由于其橡胶结构上具有低极性，因此也存在着相容性问题；其他利用聚氨酯类或其他原料进行合成或修饰改质方式，合成工艺与环境的保护成本较高。
因此，利用环氧树脂本身为材料进行改质，可以有效地改善相容性与成本问题。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种具有增韧性质的环氧树脂组合物及合成方法。
本发明公开了一种具有增韧性质的环氧树脂组合物，包括：环氧树脂和改质剂；
所述环氧树脂与改质剂的重量比为100：(0.1～90)。
作为本发明的进一步改进，所述环氧树脂与改质剂的重量比为100：(0.1～5)。
作为本发明的进一步改进，所述环氧树脂与改质剂的重量比为100：(1～3)。
作为本发明的进一步改进，所述环氧树脂为分子量是100～10000的一种环氧树脂或多种环氧树脂的混合物；
所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂环族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中的一种或多种的混合物。
作为本发明的进一步改进，所述环氧树脂为分子量是100～400的一种环氧树脂或多种环氧树脂的混合物。
作为本发明的进一步改进，所述环氧树脂选用分子量200的环氧树脂和分子量400的环氧树脂；
分子量200的环氧树脂与分子量400的环氧树脂的重量比为(10～90)：(10～90)。
作为本发明的进一步改进，分子量200的环氧树脂与分子量400的环氧树脂的重量比为(30～60)：(30～80)。
作为本发明的进一步改进，所述改质剂包括胺类、无机盐类、咪唑类、离子促进剂中的一种或多种的混合物。
作为本发明的进一步改进，所述改质剂为咪唑类促进剂。
本发明还公开了一种上述环氧树脂组合物的合成方法，包括：
按预设的重量比称量所述环氧树脂和改质剂，混合搅拌均匀；
所述环氧树脂在改质剂的作用下自身合成或修饰改质成具有增韧性质的环氧树脂。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明利用环氧树脂本身为材料进行改质，可以有效地改善相容性与成本问题，可提升韧性、树脂间的相容性以及耐热性能，降低内应力产生，生产过程无副产物与危险废弃物。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面对本发明做进一步的详细描述：
本发明提供一种具有增韧性质的环氧树脂组合物，包括：环氧树脂和改质剂，环氧树脂在改质剂的作用下自身合成或修饰改质成具有增韧性质的环氧树脂；用于高分子材料增韧，减低内应力，无树脂相容性问题，耐热性良好。其中，
本发明的环氧树脂与改质剂的重量比为100：(0.1～90)；若改质剂过多，则容易造在改质过程中产生胶化现象，且过多的改质剂聚合度变小，对于增韧效果较差；若改质剂过少，对于反应性过慢，生产时间较久；为此，本发明环氧树脂与改质剂的重量比优选为100：(0.1～10)，进一步优选为100：(0.1～5)，更进一步优选为100：(1～3)。
本发明的环氧树脂的分子量为100～10000，环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、双酚S型环氧树脂、酚醛环氧树脂、脂环族缩水甘油醚环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂中的一种或多种的混合物。优选为选用分子量为1000以下以及分子量为8000的环氧树脂；进一步优选为分子量为400以下的环氧树脂。因为分子量为200与400的环氧树脂，具有较低的黏度，较高的耐热性能，较差的韧性，分子量为8000的环氧树脂，具有高黏度，中等的耐热性能，较高的韧性，因此这三个组合物可以得到最合适的黏度、耐热和韧性。
作为最优的一种实施例，本发明的环氧树脂选用分子量200的环氧树脂和分子量400的环氧树脂，分子量200的环氧树脂与分子量400的环氧树脂的重量比为(10～90)：(10～90)，优选为(10～80)：(10～80)，进一步优选为(30～60)：(30～80)。环氧树脂组份(A)含有的环氧树脂可以是单官能环氧树脂或多官能环氧树脂或多苯环结构的环氧树脂，或上述三种环氧树脂的混合物。
本发明的改质剂包括胺类、无机盐类、咪唑类、离子促进剂中的一种或多种的混合物，优选改质剂为咪唑或与其他促进剂的混合物。
本发明还提供一种上述环氧树脂组合物的合成方法，包括：按预设的重量比称量环氧树脂和改质剂，混合搅拌均匀；环氧树脂在改质剂的作用下自身合成或修饰改质成具有增韧性质的环氧树脂。
实施例
本发明提供一种具有增韧性质的环氧树脂组合物，分别即为改质1～3、5～6，环氧树脂组合物的组成如表1所示。
表1
本发明对改质后的树脂与环氧树脂体系的协同作用测试，以不同比例修饰改质后的环氧树脂/Dicy(双氢胺)/NPEL-128环氧树脂(eeq＝180)，以DSC为量测方法，对固化体系做等速升温固化，见表2。
表2
由表1、表2分別探討Tg點與断裂伸长率結果：
基于Tg点的数据分析如下：
1.改质例4和比较其他修饰改质后的结果，改质例4未添加任合修饰改质树脂其Tg的性能可以提高8.2％～23.3％.比未加任何修饰性树脂情形下保有最高Tg点。
2.改质例1、2与3相对比，在相同比例修饰改质剂下，Tg点并未有明显差异。
3.改质例1、2、3与5、6相对比，在改质剂增量后，改质例3与改质例6，Tg点最大差异达19.6％。
基于断裂伸长率的数据分析如下：
1.未添加任何修饰改质树脂改质例4，其断裂伸长率相比其他有添加修饰改质树脂的结果来看，其断裂伸长率有43.6％～78.8％差异。
2.改质例1、2与3相对比，在相同比例修饰改质剂下，断裂伸长率变动幅度只有约7.32％。
3.改质例1、2、3与5、6相对比，改质例3与改质例6在改质剂增量后，断裂伸长率变最大差异有24.4％。
此利用环氧树脂合自身成或修饰改质成具有增韧性质的环氧树脂，改质后的增韧效果是明显可见的。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。