一种环氧树脂增韧剂的制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 107698733 A(43)申请公布日 2018.02.16

(21)申请号 201710986038.4(22)申请日 2017.10.20

(71)申请人 王鹏

地址 625000 四川省雅安市雨城区对岩镇

青元村1组(72)发明人 王鹏　(51)Int.Cl.

C08G 18/76(2006.01)C08G 18/66(2006.01)C08G 18/48(2006.01)C08G 18/32(2006.01)C08G 18/10(2006.01)C08G 59/50(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页

(54)发明名称

一种环氧树脂增韧剂的制备方法(57)摘要

本发明涉及一种环氧树脂增韧剂的制备方法，属于环氧树脂技术领域。本发明以聚乙二醇、甲苯二异氰酸酯和间苯二甲胺为原料，通过二步反应制得了端胺基聚氨酯环氧树脂增韧剂，该增韧剂与双酚A型环氧树脂(E-51)在一定固化工艺条件下进行固化反应，明显提高了环氧树脂的韧性，使固化产物具有较高的断裂伸长率和剪切强度；此外，还克服了用单一的间苯二甲胺作固化剂所带来的固化体系挥发性大、毒性较强等缺点。该方法制得的环氧树脂增韧剂增韧效果较佳，反应操作易控制，成本相对低廉。

CN 107698733 ACN 107698733 A

权　利　要　求　书

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1.一种环氧树脂增韧剂的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：A、将聚乙二醇、聚醚210置于具电动搅拌器、冷凝管及加料口的三口烧瓶中；开动搅拌并通过油浴加热将反应体系升温至110-120℃；真空脱水，至测定含水量小于0.3％；将反应体系温度缓慢降至20-25℃；通氮气并加入2，4-甲苯二异氰酸酯；在氮气保护下于80-85℃搅拌反应至-NCO基团含量达到要求值，即得到端异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体，备用；

B、将间苯二甲胺、四氢呋喃、二甲基亚砜溶液置于具电动搅拌器、冷凝管及加料口的三口烧瓶中，缓慢搅拌至各组分充分混合均匀；通入氮气并同时将反应体系温度冷却至3-5℃；以3-5ml/min的速度滴加聚氨酯预聚体的四氢呋喃溶液；上述溶液滴加完毕后将反应体系温度缓慢升至35-40℃；维持反应3-4h；真空条件下脱除全部溶剂后即得增韧剂。

2.根据权利要求1所述的一种环氧树脂增韧剂的制备方法，其特征在于：所述聚乙二醇的平均分子量为800。

3.根据权利要求1所述的一种环氧树脂增韧剂的制备方法，其特征在于：所述真空脱水的时间为2-3h。

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CN 107698733 A

说　明　书

一种环氧树脂增韧剂的制备方法

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技术领域

[0001]本发明涉及一种增韧剂的制备方法，更具体地说，本发明涉及一种环氧树脂增韧剂的制备方法，属于环氧树脂技术领域。背景技术

[0002]环氧树脂具有粘接强度高、粘接面广、收缩率低、电气性能和耐酸碱性能好等优点，被广泛用作粘合剂、电气材料和绝缘材料。但由于环氧树脂的韧性差、易开裂、冲击强度低，所以在使用时一般要对其进行增韧改性。端胺基聚氨酯是一种通过聚氨酯预聚体与普通脂肪胺或芳香胺反应而合成的含有聚醚柔性链段的胺类环氧树脂固化剂。采用端胺基聚氨酯作为环氧树脂的韧性固化剂，通过它与环氧树脂的固化反应，使环氧树脂分子之间用柔性较大的聚醚分子键接起来,以达到增韧的目的。

[0003]国家知识产权局于2011.06.08公开了一件公开号为CN102086262A，名称为“环氧树脂增韧剂及其制备方法和应用”的发明，该发明公开了一种环氧树脂增韧剂及其制备方法和应用，制备方法包括如下步骤：将聚醚多元醇与磷酸化试剂进行磷酸酯化反应即得环氧树脂增韧剂。本发明的原料，如聚醚多元醇等是常见的化工基础原料，来源广泛，结构可控，价格低廉，并且粘度较环氧树脂低，即使在与多聚磷酸反应后，粘度仍然不高，通过控制投料比可以控制环氧树脂预聚物的粘度，改善环氧树脂的工艺性。制取增韧剂的过程工艺简单，条件温和，操作简便，便于工业化生产。

[0004]上述环氧树脂增韧剂的增韧效果并不理想。

发明内容

[0005]本发明旨在解决现有技术中环氧树脂增韧剂的问题，提供一种环氧树脂增韧剂的制备方法，该方法制得的环氧树脂增韧剂增韧效果较佳，反应操作易控制，成本相对低廉。[0006]为了实现上述发明目的，其具体的技术方案如下：

一种环氧树脂增韧剂的制备方法，其特征在于：包括以下工艺步骤：A、将聚乙二醇、聚醚210置于具电动搅拌器、冷凝管及加料口的三口烧瓶中；开动搅拌并通过油浴加热将反应体系升温至110-120℃；真空脱水，至测定含水量小于0.3％；将反应体系温度缓慢降至20-25℃；通氮气并加入2，4-甲苯二异氰酸酯；在氮气保护下于80-85℃搅拌反应至-NCO基团含量达到要求值，即得到端异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体，备用；

B、将间苯二甲胺、四氢呋喃、二甲基亚砜溶液置于具电动搅拌器、冷凝管及加料口的三口烧瓶中，缓慢搅拌至各组分充分混合均匀；通入氮气并同时将反应体系温度冷却至3-5℃；以3-5ml/min的速度滴加聚氨酯预聚体的四氢呋喃溶液；上述溶液滴加完毕后将反应体系温度缓慢升至35-40℃；维持反应3-4h；真空条件下脱除全部溶剂后即得增韧剂。[0007]本发明优选的，所述聚乙二醇的平均分子量为800。[0008]本发明优选的，所述真空脱水的时间为2-3h。[0009]本发明带来的有益技术效果：

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说　明　书

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本发明以聚乙二醇、甲苯二异氰酸酯和间苯二甲胺为原料，通过二步反应制得了端胺基聚氨酯环氧树脂增韧剂，该增韧剂与双酚A型环氧树脂(E-51)在一定固化工艺条件下进行固化反应，明显提高了环氧树脂的韧性，使固化产物具有较高的断裂伸长率和剪切强度；此外，还克服了用单一的间苯二甲胺作固化剂所带来的固化体系挥发性大、毒性较强等缺点。该方法制得的环氧树脂增韧剂增韧效果较佳，反应操作易控制，成本相对低廉。具体实施方式[0010]实施例1

一种环氧树脂增韧剂的制备方法，包括以下工艺步骤：A、将聚乙二醇、聚醚210置于具电动搅拌器、冷凝管及加料口的三口烧瓶中；开动搅拌并通过油浴加热将反应体系升温至110℃；真空脱水，至测定含水量小于0.3％；将反应体系温度缓慢降至20℃；通氮气并加入2，4-甲苯二异氰酸酯；在氮气保护下于80℃搅拌反应至-NCO基团含量达到要求值，即得到端异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体，备用；

B、将间苯二甲胺、四氢呋喃、二甲基亚砜溶液置于具电动搅拌器、冷凝管及加料口的三口烧瓶中，缓慢搅拌至各组分充分混合均匀；通入氮气并同时将反应体系温度冷却至3℃；以3ml/min的速度滴加聚氨酯预聚体的四氢呋喃溶液；上述溶液滴加完毕后将反应体系温度缓慢升至35℃；维持反应3h；真空条件下脱除全部溶剂后即得增韧剂。[0011]实施例2

一种环氧树脂增韧剂的制备方法，包括以下工艺步骤：A、将聚乙二醇、聚醚210置于具电动搅拌器、冷凝管及加料口的三口烧瓶中；开动搅拌并通过油浴加热将反应体系升温至120℃；真空脱水，至测定含水量小于0.3％；将反应体系温度缓慢降至25℃；通氮气并加入2，4-甲苯二异氰酸酯；在氮气保护下于85℃搅拌反应至-NCO基团含量达到要求值，即得到端异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体，备用；

B、将间苯二甲胺、四氢呋喃、二甲基亚砜溶液置于具电动搅拌器、冷凝管及加料口的三口烧瓶中，缓慢搅拌至各组分充分混合均匀；通入氮气并同时将反应体系温度冷却至5℃；以5ml/min的速度滴加聚氨酯预聚体的四氢呋喃溶液；上述溶液滴加完毕后将反应体系温度缓慢升至40℃；维持反应4h；真空条件下脱除全部溶剂后即得增韧剂。[0012]实施例3

一种环氧树脂增韧剂的制备方法，包括以下工艺步骤：A、将聚乙二醇、聚醚210置于具电动搅拌器、冷凝管及加料口的三口烧瓶中；开动搅拌并通过油浴加热将反应体系升温至115℃；真空脱水，至测定含水量小于0.3％；将反应体系温度缓慢降至22.5℃；通氮气并加入2，4-甲苯二异氰酸酯；在氮气保护下于82.5℃搅拌反应至-NCO基团含量达到要求值，即得到端异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体，备用；

B、将间苯二甲胺、四氢呋喃、二甲基亚砜溶液置于具电动搅拌器、冷凝管及加料口的三口烧瓶中，缓慢搅拌至各组分充分混合均匀；通入氮气并同时将反应体系温度冷却至4℃；以4ml/min的速度滴加聚氨酯预聚体的四氢呋喃溶液；上述溶液滴加完毕后将反应体系温度缓慢升至37.5℃；维持反应3.5h；真空条件下脱除全部溶剂后即得增韧剂。[0013]实施例4

一种环氧树脂增韧剂的制备方法，包括以下工艺步骤：

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CN 107698733 A

说　明　书

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A、将聚乙二醇、聚醚210置于具电动搅拌器、冷凝管及加料口的三口烧瓶中；开动搅拌并通过油浴加热将反应体系升温至111℃；真空脱水，至测定含水量小于0.3％；将反应体系温度缓慢降至21℃；通氮气并加入2，4-甲苯二异氰酸酯；在氮气保护下于83.5℃搅拌反应至-NCO基团含量达到要求值，即得到端异氰酸酯基封端的聚氨酯预聚体，备用；

B、将间苯二甲胺、四氢呋喃、二甲基亚砜溶液置于具电动搅拌器、冷凝管及加料口的三口烧瓶中，缓慢搅拌至各组分充分混合均匀；通入氮气并同时将反应体系温度冷却至3.5℃；以4.5ml/min的速度滴加聚氨酯预聚体的四氢呋喃溶液；上述溶液滴加完毕后将反应体系温度缓慢升至36℃；维持反应3.25h；真空条件下脱除全部溶剂后即得增韧剂。

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