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环氧树脂化学改性有机硅树脂的方法综述

环氧树脂化学改性有机硅树脂的方法综述
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环氧树脂的增韧改性研究

环氧树脂的增韧改性研究 环氧树脂是由具有环氧基的化合物与多元羟基化合物(双酚A、多元醇、多元酸、多元胺) 进行缩聚反应而制得的产品。环氧树脂具有高强度和优良的粘接性能,可用作涂料、电绝缘材料、增强材料和胶粘剂等。但因其固化物质脆,耐开裂性能、抗冲击性能较低,而且耐热性差,使其应用受到了一定的限制。为此国内外学者对环氧树脂进行了大量的改性研究工作,以改善环氧树脂的韧性。 目前环氧树脂的增韧研究已取得了显著的成果,其增韧途径主要有三种: ①在环氧基体中加入橡胶弹性体、热塑性树脂或液晶聚合物等分散相来增韧。②用热固性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中形成互穿、半互穿网络结构来增韧。③用含有“柔性链段”的固化剂固化环氧,在交联网络中引入柔性链段,提高网链分子的柔顺性,达到增韧的目的。 1 橡胶弹性体增韧环氧树脂 橡胶弹性体通过其活性端基(如羧基、羟基、氨基) 与环氧树脂中的活性基团(如环氧基、羟基等)反应形成嵌段;正确控制反应性橡胶在环氧树脂体系中的相分离过程是增韧成功的关键。自Mc Garry发现端羧基丁腈橡胶(CTBN) 能使环氧树脂显著提高断裂韧性后的几十年间,人们在这一领域进行了大量基聚醚、聚氨酯液体橡胶、聚的研究。据文献报道,已经研究过的或应用的对环氧树脂增韧改性的橡胶有端羧硫橡胶、含氟弹性体、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸丁酯橡胶等。通过调节橡胶和环氧树脂的溶解度参数,控制凝胶化过程中相分离形成的海岛结构,以分散相存在的橡胶粒子中止裂纹、分枝裂纹、诱导剪切变形,从而提高环氧树脂的断裂韧性。 目前用液体橡胶增韧环氧树脂的研究有两种趋势。一种是继续采用CTBN 增韧环氧树脂体系,重点放在增韧机理的深入探讨;另一种是采用其它的合适的液体橡胶,如硅橡胶、聚丁二烯橡胶等。D1 Verchere[1 ] 等研究端环氧基丁腈橡胶(ETBN) 对双酚A 型环氧树脂的增韧效果, 当ETBN 含量为20wt %时, 树脂的断裂韧性GIC 由01163kJ / m2 提高到01588kJ / m2 ,比增韧前提高了3倍多。韩孝族[2 ]等用端羟基丁腈橡胶(HTBN) 增韧环氧/ 六氢邻苯二甲酸酐体系, 当HTBN 含量达20phr 时,增韧树脂的冲击强度达900kJ / cm2 ,较改性前(340kJ / cm2) 提高了2 倍多。孙军[3 ]等利用高 分子设计方法及控制反应工艺,制备出具有氨基封端的硅橡胶改性体,分析其红外光谱,证实其产物具有预想结构,即改性后的硅橡胶为氨基封端。用改性硅橡胶对环氧树脂进行增韧改性,通过对增韧体的冲击强度测试结果表明,在改性硅橡胶加入量为0~15 份的范围内,增 韧体的冲击强度有了大幅度提高,加入量超过15 份以后,增韧体的冲击强度增势缓慢,实验证明改性硅橡胶对环氧树脂具有良好的增韧效果。此外,还有活性端基液体橡胶增韧环氧树脂、聚硫橡胶改性环氧树脂等方面的研究也有很大进展。如王德武[4 ]等人研制的聚硫橡胶改性环氧防水防腐防霉涂料,是由聚硫橡胶改性环氧溶液为成膜物质,加入金属氧化物填料,添加有机胺固化剂所组成的双组分涂料。该涂料对金属、非金属的附着力强(对钢铁附着力为3~4MPa ,对混凝土附着力为4~5MPa) 、涂膜坚硬、光滑、丰满,不吸附污浊和藻类,具有韧性好、高弹性、耐候、耐霉菌、耐磨、耐酸碱和耐多种溶剂等特点。 近年来,核2壳乳液胶粒增容技术的应用使橡胶弹性体改性环氧树脂又有了新进展。核壳粒子大小及其环氧树脂的界面性能可以用乳液聚合技术来设计和改变。Lin K F[5 ]等研究了以丙烯酸丁酯为核、甲基丙烯酸甲酯和缩水甘油醚基丙烯酸甲酯共聚物为壳的核壳粒子增韧双酚A 型环氧树脂体系,并探讨了增韧机理。 Ashida Tadashi[6 ]等研究了在环氧树脂中分别加入聚丙烯酸丁酯橡胶粒子和PBA/ PMMA (聚丙烯酸丁酯/ 聚甲基丙烯酸甲酯) 核壳胶粒,以双氰胺为固化剂所得固化物的结构形态和性能。结果表明,用丙烯酸橡胶粒子可提高环氧树脂的断裂韧性,但远远低于核壳粒子(PBA/ PMMA) 的增韧效果;在环氧树脂固化过程中,由于PMMA 与环氧树脂的相容性好,环氧

有机硅改性环氧树脂粘合剂的研制

2011-03-04 虞鑫海(1969),男,博士。主要从事电子化学品、耐高温高分子材料及其单体的合成、合成纤维成形机理、电缆屏蔽带、胶粘剂、无卤阻燃材料、聚酰亚胺新材料等方面的研发工作,在国内外发表科技论文90余篇,授权中国发明专利50余项。E-mail:yuxinhai@dhu.edu.cn。 有机硅改性环氧树脂粘合剂的研制 虞鑫海1阎睿1刘思岑1刘万章2 1东华大学应用化学系,上海2016202浙江金鹏化工股份有限公司,浙江台州318050  摘要:采用含活性氨基的SR22000有机硅树脂、ECC202环氧树脂、K-12固化剂和2E4MI固化促进剂为 原料,通过配方设计,制得了有机硅改性环氧树脂粘合剂体系,并研究了SR22000的用量对粘合剂体系性能 的影响。 含活性氨基有机硅树脂;环氧树脂;粘合剂;制备 TQ433.4+37A1001-5922 ( 2012 ) 05-053-04

? 054 ?

@@[1]虞鑫海,刘万章新型含氟固化剂及其环氧胶粘剂的制备[J]粘接,2009,30(5):34-38. @@[2]虞鑫海,刘万章.聚硫醚酰亚胺树脂的合成及其改性环氧粘合剂的研制[J]粘接2009,30(6):34-38. @@[3]虞鑫海,徐永芬,赵炯心,等.耐高温单组分环氧胶粘剂的研制[J].粘接,2008,29(12):16-19. @@[4]虞鑫海,徐永芬,赵炯心.一种含氟多官能环氧树脂的制备方法[P].CN:101024681A,2007-08-29. @@[5]虞鑫海1,4-双(2,4-二氧基苯氧基)苯的制备方法[P].CN: 101215241A,2008-07-09. @@[6]毛蒋莉,徐梅芳,虞鑫海,等.热塑性聚酰亚胺增韧环氧胶粘剂体系的研制[J]粘接,2010,31(8):56-59. @@[7]樊良子,虞鑫海,刘万章.环氧树脂-聚酰亚胺胶粘剂体系的研究进展[J]粘接,2010,31(12):70-73. @@[8]徐永芬,虞鑫海,赵炯心,等.TGDDM/3,3’-二氨基-

环氧树脂增韧途径与机理

环氧树脂增韧途径与机理 环氧树脂(EP)是一种热固性树脂,因其具有优异的粘结性、机械强度、电绝缘性等特性,而广泛应用于电子材料的浇注、封装以及涂料、胶粘剂、复合材料基体等方面。由于纯环氧树脂具有高的交联结构,因而存在质脆、耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点,难以满足工程技术的要求,使其应用受到一定限制。因此对环氧树脂的共聚共混改性一直是国内外研究的热门课题。 一、序言 目前环氧树脂增韧途径,据中国环氧树脂行业协会专家介绍,主要有以下几种:用弹性体、热塑性树脂或刚性颗粒等第二相来增韧改性; 用热塑性树脂连续地爨穿于热固性树脂中形成互穿网络米增韧改性; 通过改变交联网络的化学结构以提高网链分子的活动能力来增韧; 控制分子交联状态的不均匀性形成有利于塑性变形的非均匀结构来实现增韧。 近年来国内外学者致力于研究一些新的改性方法,如用耐热的热塑性工程塑料和环氧树脂共混;使弹性体和环氧树脂形成互穿网络聚合物(I PN)体系;用热致液晶聚合物对环氧树脂增韧改性;用刚性高分子原位聚合增韧环氧树脂等。这些方法既可使环氧捌脂的韧性得到提高,同时又使其耐热性、模量不降低,甚至还略有升高。 随着电气、电子材料及其复合材料的飞速发展,环氧树脂正由通用型产品向着高功能性、高附加值产品系列的方向转化。中国环氧树脂行业协会专家表示,这种发展趋势使得对其增韧机理的研究H益深入,增韧机理的研究对于寻找新的增韧方法提供了理论依据,因此可以预测新的增韧方法及增韧剂将会不断出现。 采用热塑性树脂改性环氧树脂,其研究始于20世纪80年代。使用较多的有聚醚砜(P ES)、聚砜(P S F)、聚醚酰亚胺(P EI)、聚醚醚酮(PE EK)等热塑性工程塑料,人们发现它们对环氧树脂的改性效果显著。据中国环氧树脂行业协会专家介绍,这些热塑性树脂不仪具有较好的韧性,而且模量和耐热性较高,作为增韧剂加入到环氧树脂中同样能形成颗粒分散相,它们的加入使环氧树脂的韧性得到提高,而且不影响环氧固化物的模量和耐热性。 二、热塑性树脂增韧环氧树脂 1、热塑性树脂增韧方法 未改性的PE S对环氧的增韧效果不明显,后来实验发现两端带有活性反应基团的P ES 对环氧树脂改性效果显著。如苯酚、羟基封端的P E S可使韧性提高100%;双氨基封端、双羟基封端的P E S也是有效的改性剂;环氧基封端的PE S由于环氧基能促进相互渗透,因而也提高了双酚A型环氧树脂的韧性。以二氨基二苯砜为固化剂,P E S增韧的环氧树脂

有机硅改性环氧树脂及其室温固化的性能研究

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/4e3695586.html, 有机硅改性环氧树脂及其室温固化的性能研究 作者:夏兰君李福志熊和建管蓉鲁德平 来源:《粘接》2014年第04期 摘要:采用二苯基硅二醇(DSPD)改性双酚A型环氧树脂(E-51)制备了有机硅改性的环氧树脂,采用硫脲改性聚酰胺650制备了室温快速固化的环氧固化剂。合成产物通过红外进行表征,用盐酸-丙酮法测定改性环氧树脂的环氧值,通过指干时间确定聚酰胺650和改性聚酰胺650与E-51的较优配比。通过差示扫描量热分析法(DSC)和热重分析法(TG)表征改性环氧树脂固化物的耐热性,通过拉伸性能和扫描电镜测试(SEM)表征改性环氧树脂固化物的韧性。实验结果表明,环氧树脂经改性后,其玻璃化温度升高了27 ℃,与聚酰胺650固化后,固化产物的起始热分解温度明显增加,失重50%的分解温度升高了180 ℃,固化物的断裂伸长率增加了3.41%,断裂面呈现明显韧性断裂特征。 关键词:环氧树脂;二苯基硅二醇(DSPD);室温固化 中图分类号:TQ433.4+3 文献标识码:A 文章编号:1001-5922(2014)04-0054-04 环氧树脂固化物的耐热性主要取决于环氧树脂的分子结构及固化剂和固化工艺。可通过以下途径提高环氧树脂的耐热性[1~9]:(1)合成新型的耐热型环氧树脂,包括主链上或侧链 上含有耐热基团或刚性基团(例如苯环、联苯、萘环、脂肪环、杂环或梯形结构)的环氧树脂、多官能度环氧树脂、液晶环氧树脂、引入硅氧烷改性的环氧树脂等,其中用笼型低聚倍半硅氧烷(POSS)对EP改性具有很大优势;(2)选择耐热性固化剂(例如芳香胺类)或者合成新型的耐热性固化剂;(3)选择理想的添加剂(主要包括无机纳米粒子如纳米SiO2、 TiO2、CaCO3、蒙脱土、α-A12O3、ZnO等),降低环氧树脂固化物的自由体积,从而提高其耐热性。 本文在环氧树脂中引入Si-O键,以提高环氧树脂的耐热性和韧性,并且与一种能室温快速固化的固化剂搭配使用,进而扩大其使用领域。一般而言,用于改性的有机硅为大分子体系,且都是通过有机硅链端所带的活性端基如羟基、氨基等与环氧基反应的方式来引进有机硅链段,这些方法不但消耗了环氧基,使固化网络交联度下降,而且大分子柔性链段的引入也降低了体系的刚性,在增韧的同时也伴随着耐热性(Tg)的下降。本实验采用二苯基硅二醇小分子改性,由于它含有苯基刚性结构,增加了与树脂的相容性,并且在增韧的同时,耐热性也明显提高。用改性树脂和改性聚酰胺搭配使用,室温较快固化,耐热性、韧性良好。 1 实验部分 1.1 主要试剂与仪器

有机硅改性丙烯酸树脂水性涂料项目可行性实施报告

有机硅改性丙烯酸树脂水性涂料项目 第一章总论 一、项目背景 (一)项目名称 有机硅改性丙烯酸树脂水性涂料 (二)项目的承办单位 名称:宝利邦装饰设计工程有限公司 地址: 法定代表人: 注册资本: 企业类型:有限责任 企业简介:宝利邦涂料装饰公司于1994年成立,是一家以销售代理立邦雅士利、美佳室、大宝漆,外墙涂料装饰为主及工程涂装为辅的公司。公司自成立以来,本着“诚信、开拓、务实”的宗旨,在及省各地州建立了一个完善的分销网络,使公司业绩遍及省每一个地州,同时延伸至缅甸、老挝、越南等国家和地区,目前拥有15家专卖店,遍布全省的约100家分销商。2009年实现营业收入万元,成为省涂料装饰业的前三位。 (三)研究工作依据 根据中华人民国有关法规、政策与该项目的具体情况,该项目可行性研究报告的主要编制依据有:

1、《投资项目可行性研究指南》; 2、国家计委办公厅关于出版《投资项目可行性研究指南(试用版)》的通知(计办投资[2002]15号); 3、《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996); 4、《建设项目环境保护设计规定》; 5、《省工业固体废弃物污染控制标准》(DB21-777-94); 6、市场调查数据; (四)项目提出的理由与过程 1、项目背景 随着信息、生命、空间、海洋、新材料、新能源和可再生资源、环保、软(管理)科学八大高科学技术的发展,对涂料的装饰、防腐蚀、耐温、耐寒、耐沾污等性能要求越来越高,不仅如此,人类社会的不断文明进步,又引导世界涂料工业由溶剂型向高性能、无污染、环境友好型水性涂料的方向飞速发展。近几年来,随着我国房地产、汽车等下游产业的高速发展,涂料生产比去年有较大幅度增长。2009年从全国1348家规模以上的涂料企业统计数据显示,全年总产量达755.44万吨,较去年同样企业数的661.88万吨上升了14.14%;建筑涂料产量达到261.67万吨,较去年同期的215.92万吨同比增长了21.19%,增长幅度超出行业预料。18大类涂料中,我国产量最大的品种是醇酸树脂漆,其次是酚醛树脂漆,高档合成树脂涂料比例达到70%左右,节能低污染涂料(水性涂料、粉末涂料、高固体分涂料、辐射固化涂料)比例约26%。随着国家对环保

环氧树脂的改性研究发展

环氧树脂的改性研究发展 付东升 1 朱光明 1 韩娟妮2 (1西北工业大学化工系,2西北核技术研究所) 1、前言 近年来,科研工作者对环氧树脂进行了大量的改性研究,以克服其性脆,冲击性、耐热性差等缺点并取得了丰硕的成果。过去,人们对环氧树脂的改性一直局限于橡胶方面,如端羧基丁脂橡胶、端羟基丁腊橡胶、聚琉橡胶等[1—4]。近年来,对环氧树脂的改性不断深入,改性方法日新月异,如互穿网络法、化学共聚法等,尤其是液晶增韧法和纳米粒子增韧法更是近年来研究的热点。综述了近年来国内外对环氧树脂的改性研究进展。2、丙烯酸增韧改性环氧树脂 利用丙烯酸类物质增韧环氧树脂可以在丙烯酸酯共聚物上引入活性基团,利用活性基团与环氧树脂的环氧基团或经基反应,形成接技共聚物,增加两相间的相容性。另一种方法是利用丙烯酸酯弹性粒子作增韧剂来降低环氧树脂的内应力。还可以将丙烯酸酯交联成网络结构后与环氧树脂组成互穿网络(IPN)结构来达到增韧的目的。张海燕[5]等人利用环氧树脂与甲基丙烯酸加成聚合得到环氧-甲基丙烯酸树脂(EAM),其工艺性与不饱和聚酯相似,化学结构又与环氧树脂相似,得到的改性树脂体系经固化后不仅具有优异的粘合性和化学稳定性,而且具有耐热性好、较高的延伸率,固化工艺简单等优点。同时由于共聚链段甲基丙烯酸酯的引入,体系固化时的交联密度降低,侧基的引入又为主链分子的运动提供更多的自由体积,因此改性体系的冲击性能得以提高。 韦亚兵[6]利用IPN法研究了聚丙烯酸酯对环氧树脂的增韧改性。他将线性聚丙烯丁酯交联成网状结构后与环氧树脂及固化剂固化,形成互穿网络结构。该方法增加了丙烯酸丁酯与环氧树脂的相容性。该互穿网络体系具有较高的粘接强度和优异的抗湿热老化能力。 李已明[7]通过乳液聚合法首先制备出丙烯酸丁酯(PBA)种子乳液,在引发剂作用下合成出核乳液,然后在该种子上引入聚甲基丙烯酸甲酯壳层得到核壳粒子。利用该粒子来增韧环氧村脂时,由于聚甲基丙烯酸甲酯的溶解度参数与环氧树脂的溶解度参数相近,因此两者的界面相容性非常好。用SEM对其进行观察时可发现核壳粒子的壳层与环氧树脂溶为一体,而核芯PBA则在环氧基体中呈颗粒状的分散相。M.Okut[8]对PBA/PMMA核壳粒子增韧环氧基体体系进行了动态力学分析,在动态力学图谱上高温区可以发现没有与PMMA对应的玻璃化转化峰,只有与环氧树脂对应的玻璃化转变峰,这同时也证明了环氧树脂与PM MA的相容性。改性体系的缺口冲击强度显著提高,断口特征形貌由环氧树脂的脆性断裂转化为韧性断裂。 3、聚氨酯增韧环氧树脂 利用聚氨酯改性环氧树脂主要是为了改善其脆性,提高其柔韧性,增加剥离强度。聚氨酯粘接性能好,分子链柔顺,在常温下表现出高弹性。施利毅等[9]利用高分子合金的思想,采用熔体共混法制备出了PU/EP共混体系。他以异氰酸根封端的聚氨酯预聚体与环氧树脂在熔融条件下加入固化剂固化后得到共混改性体系:由于异氰酸根本身能与环氧基团反应,因此得到的改性体系两相间有良好的相容性,利用DMA分析,可发现其谱图上在m(PU):m(EP)=20:80时只有单一的宽的玻璃化转变蜂,这进一步证明了两相间的相容性。改性体系比环氧树脂的冲击强度有了大幅度提高。 目前研究最多的聚氨酯增韧环氧树脂体系是以聚氨酯与环氧树脂形成SIPN和IPN结构,这两种结构可起“强迫互容”和“协同效应”作用,使聚氨酯的高弹性与环氧树脂的良好的耐热性、粘接性有机地结合在一起,取得满意的增韧效果。 Y.Li[10]等利用双酚A环氧树脂与末端为异氰酸酯的聚醚聚氨酯低聚物进行改性接枝,二者在四氢呋喃溶液中形成均相溶液,然后在DDM固化剂作用下形成线性聚氨酯贯穿于环氧网络的半互穿网络结构。两者在用量比为

聚氨酯改性环氧树脂胶黏剂的研究

聚氨酯改性环氧树脂胶黏剂的研究 一. 选题的目的及意义: 聚氨酯(PU)是一类常用的高分子材料,以甲苯-2,4-二异氰酸酯(TDI)和二醇类为原料合成,结构中既有柔性的C-C链和C-O-C链,又有活性的酰胺基团,与环氧树脂相容性好。改性后的环氧树脂(EP)强度和韧度都得到提高,特别适用于环氧浇注、环氧涂料等方面,具有良好的应用前景。 二. 选题的国内外研究概况和趋势(设计只介绍相应产品的用途、作品的应 用等) 胶黏剂的一类古老而又年轻的材料,早在数千年前,人类的祖先就已经开始使用胶黏剂。到上个世纪初,合成酚醛树脂的发明,开创了胶黏剂的现代发展史。胶黏剂是具有良好粘结性能的物质,特别是合成胶黏剂强度高,对材质不同的重金属与非金属之间均可实现有效粘结,并且已经在越来越多的领域代替了机械粘结,从而为各行业简化工艺、节约能源、降低成本,提高经济效益提供了有效途径。全球胶黏剂、密封剂和表面处理剂市场总规模约500亿欧元(680亿美元),其中工业胶黏剂市场占44%的份额。 上世纪90年代,我国胶黏剂进入了一个高速发展的新阶段。本世纪前8年,随着我国改革开放的不断深入,胶黏剂工业整个发展势态越来越好。据中国胶黏剂工业协会统计,2004年、2005年和2006年我国胶黏剂产量分别为22.7万吨、251.7万吨和280.2万吨,年均增长率分别外14.32%、10.44%和11.32%,2007年和2008年产量为313.5万吨和344.8万吨,产量不断增加应用领域不断扩展。去年下半年,由于遭受美国、系,西欧和世界金融危机的影响,今年一季度开始,我国合成材料工业及其胶黏剂工业也受到一定影响。据预测今年胶黏剂产量可望达到372.38万吨,增长速度比去年有所下降。 如上所述,由于受国际金融危机的影响,今年我国采取了一系列产业结构调整政策和财政支持政策,进一步扩大内需,保增长,渡难关,上水平,如果没有受到其他影响,2012年后我国又将以崭新姿态出现在世人面前,2015年,即“十二五”计划末,我国胶黏剂产量将突破600万吨大关。据不完全统计,目前我国胶黏剂和密封剂生产厂家又3500多家,但上规模企业不足100家,品种牌号约3000多个。 从应用情况看,胶合板和木工用胶量最大,约点总胶量的46.97%,建筑材料用胶黏剂占26.12%,包装及商标用胶黏剂约占12.14%,制鞋及皮革用胶黏剂占6.07%,其他胶黏剂使用量占8.7%。 随着工业的发展,胶黏剂的应用市场越来越广泛,品种也日益增多,水溶性胶黏剂主要用于建筑、包装、运输、刚性粘合、非刚性粘合、胶带等方面。其中在包装方面的应用最为广泛,同时也用于标签、书包、杯子、信封等制造。目前世界合成胶黏剂发展的趋势表现为以下三方面:第一,环保型合成胶黏剂发展迅速。随着环保法规的日益严格,各发达国家大力研制水基和热熔型等无溶剂胶黏剂。1998年发达国家的合成胶黏剂的市场上水基胶黏剂占50%,热熔胶约占20%,溶剂类胶黏剂仅占20%。未来合成胶黏剂将由低污染的水基胶和热熔胶唱“主角”,环保型合成胶黏剂将是市场的抢手货。第二,高性能胶黏剂异军突起。高性能合成胶黏剂包括环氧、有机硅、聚氨酯及新型改性丙烯酸粘合剂等。第三,施工工艺和施胶设备不断更新。

环氧树脂改性聚乙烯材料的研究

熔融共混改性是提高高分子材料力学性能的一种有效方法[1]。一般地,加入玻璃纤维和无机填料可以使聚合物材料的力学性能得到增强[2],另有研究表明,PVC中加入一定量的环氧树脂,也可在一定程度上提高PVC的力学性能[3,4]。将功能化的环氧树脂加入到PET中,可增加其熔体强度,从而使其更适于挤出制备PET发泡材料[5]。此外,有研究者通过动态交联的方法,使环氧树脂均匀地分散到PP基体中,在一定程度上提高了PP的刚性和强度[6—8],另有研究者对PP/碳纤维/环氧树脂复合材料的结构与性能进行了研究[9,10]。除PP外,聚烯烃中的另一个重要品种PE的应用日益广泛,但其力学强度较低,限制了它在工程材料方面的应用。许多研究者对PE的改性进行了研究[11],而PE材料的力学性能很大程度上依赖于分子结构和形态结构[12,13],因此对PE进行增强改性时可从这方面入手,所制得的增强材料适用于制作电子、汽车等领域对材料刚硬度要求较高的结构零件。本研究先后将马来酸酐和环氧树脂引入到PE中,通过熔融共混制备环氧树脂增强聚乙烯材料,并使环氧树脂和马来酸酐接枝PE发生官能团之间的反应,以期促进环氧树脂对PE的增强效果。 1·实验部分 1.1主要原料

HDPE(MH602):上海石化公司,熔体指数为6.0g/10min(190℃,21.6kg);环氧树脂(E-44):巴陵石化公司,环氧当量为210~250g/eq,环氧值为0.40~0.47eg/100g,挥发份含量小于1.0%;聚酰胺固化剂(LM-650):镇江丹宝聚合物公司,分子量为600~1100,胺值为200±20;马来酸酐(MAH):广东西陇化工公司;过氧化二异丙苯(DCP):国药集团化学试剂厂。 1.2主要设备 双螺杆挤出机,SJSH-30,南京橡塑机械厂;双辊机:XSK-160,杭州苏桥佳迈机械设备有限公司;平板硫化机:KY6003,江都市开源试验机械厂;冲击实验机:XJJ-5,河北承德实验机公司;电子拉力实验机:RGD-5,深圳瑞格尔仪器有限公司;红外光谱仪:Spectrum One,美国PE公司;扫描电镜仪:JSM-6360LV,JEOL公司。 1.3样品制备 将PE,MAH,DCP和其它助剂按一定比例混合均匀,在双螺杆挤出机上将PE熔融接枝制成PE-g-MAH[14]。将PE-g-MAH(或PE)在双辊机上塑化,再加入一定比例的环氧树脂和聚酰胺固化剂的混合物,在双辊机上混炼均匀,前后辊温度分别为120℃和150℃。将制得的环氧树脂增强聚乙烯材料在平板硫化机上热压成片。

有机硅改性环氧树脂的合成与性能研究

第27卷第1期2002年3月 广 州 化 学 Guangzhou Chemistry Vol 27, No 1 Mar , 2002 文章编号:1009-220X (2002)01-0006-04 有机硅改性环氧树脂的合成与性能研究 张 斌 刘伟区* (中国科学院广州化学研究所,广东 广州 510650) 摘 要:用氨基硅油和双酚A 型环氧树脂为原料合成一种新型的环氧树脂。研究了不同反应时间、不同反应温度以及不同氨基硅油含量对改性环氧树脂性能的影响,用热重法对改性树脂的耐热性进行了表征。结果表明,用工业产的氨基硅油合成的改性环氧树脂同样具有良好的韧性和耐热性。 关键词:有机硅;改性;环氧树脂;合成;性能 中图分类号:O633.13 TQ323.5 文献标识码:A 有机硅具有热稳定性好、耐氧化、耐候及低温特性能好、压缩率较大、表面能低、介电强度高等优点[1]。用它来改性环氧树脂是近年来发展起来的既能降低环氧树脂内应力,又能增加环氧树脂韧性、耐高温性等性能的有效途径[2,3]。其中,利用有机硅分子中能与环氧树脂的环氧基反应的官能团如羟基、氨基、羧基等去改性环氧树脂是人们研究的重点。张冰等人[4]在聚硅氧烷的分子中引入氨基,通过氨基与环氧基的反应制备出聚硅氧烷改性环氧树脂,明显提高了环氧树脂的柔性。 然而,目前人们大都采用氨基官能团数目一定、其在分子中位置明确的聚硅氧烷来改性环氧树脂,却对现今生产的工业品考虑得较少。本文是利用工业上生产的氨基硅油对环氧树脂进行化学改性,其目的是探讨在有机硅相对分子质量分布范围较宽、分子中氨基官能团数目不定、其位置既在主链又在侧链的情况下去改性环氧树脂是否仍然具有以前研究的各种规律或性能,同时为今后有机硅改性环氧树脂的工业化做一些初步的探索。 1 实验部分 1.1 原料 氨基硅油,粘度2000mm 2/s ,氨基值0.9g/100g ,星火化工生产。双酚A 型环氧树脂E-44,星辰化工无锡树脂厂生产。二乙烯三胺,化学纯。 1.2 合成 将氨基硅油与环氧树脂按一定比例混合,搅拌,在一定温度下反应,出料后用二乙烯三胺固化、注模。氨基硅油与环氧树脂的基本反应方程式如下(其中,R 一般为烃基)。 Si-O-R- NH2+ CH3 CH3 O CH2 CHCH2- CHCH3CH3 -O-R- SiNH-OH 收稿日期:2001-06-24 *通讯联系人

以有机硅改性丙烯酸树脂为基料制备道路标线漆的研究

以有机硅改性丙烯酸树脂为基料制备道路标线漆的研究 董洪波,王海青,王胜利 (山东东明石化集团有限公司,山东东明 274500) 摘要:以有机硅改性丙烯酸树脂为基料,选用耐磨颜填料,设计出适宜的颜基比和溶剂体系,研制出抗水、耐磨的道路标线漆,克服了常温溶剂型道路标线漆存在的弊病。 关键词:改性丙烯酸树脂;道路标线漆;抗水性;耐磨性 中图分类号:TQ631.8 文献标识码:A 文章编号:1008-021X (2003)04-0042-02 Study on the Preparation of T raff ic Lane Paint by Using the Material B ased on Acrylic R esin from the Organic Silicon DON G Hong -bo ,W A N G Hai -qi ng ,W A N G S heng -li (Shandong Dongming Petrochemical Group Co.,Ltd.,Donging 274500,China ) Abstract :The traffic lane paint prepared by using the material based on acrylic resin from the organic silicon &wear -resisting fillings with suitable proportion of basic material &pigment &solvent system has the advantage of antiwater &wear -resisting and can improve the characters of normal traffic lane paint. K ey w ords :acrylic resin from the organic silicon ;traffic lane paint ;antiwater ;wear -resisting 1 前言 常温溶剂型道路标线漆在应用中经常出现耐磨性差、寿命短的问题,并且雨后易出现块状甚至大面积脱落的现象。众所周知,涂膜的耐磨性是硬度、附着力、内聚力综合效应的体现。对硬度、附着力、内聚力相当的两种涂膜来说,其耐磨耐久性主要取决于涂膜的厚度。涂膜越厚,耐磨耐久性越好,使用寿命就越长。 涂膜性能主要取决于基料树脂的性能,因此所选基料树脂的抗水性、湿态附着力的好坏直接影响路标漆的相应性能。有机硅具有较低的表面张力,抗水性好,将含有活性官能团的有机硅氧烷与丙烯酸酯类单体接枝共聚制成的改性树脂,兼具有机硅和丙烯酸类二者的,因此本试验选用东明合成树脂厂研制的DS -H J 55有机硅改性丙烯酸树脂为基料来制备道路标线漆。该树脂是由含甲氧基的有机硅氧烷改性制成,改性后的树脂由于引入了可水解的反应活性较高的-Si (OCH 3)3基团,具有潮气活化、室温固化的性质。-Si (OCH 3)3遇潮气水解,释出醇,转变为硅烷醇,不仅分子间硅烷醇缩合,而且还 可与颜填料以及道路表面(尤其水泥路面)天然存在 的羟基进行缩合,相互之间形成化学键,从而大大提高了涂膜的内聚强度和对路面的附着力。并且改性后的树脂由于有较低的粘度,制漆时可获得较高的固体分,以保证施工的涂膜厚度,提高耐磨耐久性。2 实验部分 2.1 道路标线漆用原料及配方 表1 道路标线漆用原料及配方 原料规格型号 产地质量分数/% 树脂DS -H J55山东东明36钛白粉R930 日本12锻烧高岭土细度38μm 济南10硅灰石粉细度38μm 济南15滑石粉细度38μm 济南10云母粉细度38 μm 河北3分散剂F108杭州临安0.4抗沉剂B YK -410 德国毕克公司 0.05-0.1稀释剂 自制 13.5 2.2 制备工艺 将配方量溶剂、树脂、分散剂、防沉剂于搅拌下依次投入分散罐内。将它们分散均匀后,再依次投入颜填料,分散至无团块,打入砂磨机研磨,至细度≤ ? 24?SHANDON G CHEMICAL INDUSTR Y 2003年第32卷 山 东 化 工 收稿日期:2003-03-31 修回日期:2003-07-07

有机硅改性丙烯酸树脂

有机硅改性丙烯酸树脂 集丙烯酸酯的结构特征是主链由饱和的c—c键构成,侧链为带有极性的羧酸酯基。故赋予其良好的耐热氧化、耐候性、耐油耐溶剂及牯结性,但其硫化性、耐寒性、耐水、耐碱性及电气性能较差。有机硅改性丙烯酸树脂具有较好的固化性,既可加热固化,也可室温催化固化,此外还具有良好的粘接性、耐油耐溶剂性、耐候性及耐水性等。 丙烯酸改性硅树脂区男别于丙烯酸改性硅橡胶,从所用原料及制备方法看,后者主要从活性线型硅氧烷与丙烯酸橡胶(为丙烯酸酯与氯乙纂乙烯基醚或丙烯腈等的共聚物),特别是过氧化物交联型丙烯酸橡胶出发,通过物理改性(共混)法或化学改性法(如本体聚合、溶液聚合及乳液聚合等)制得;丙烯酸改性硅树脂主要采用化学改性法, 一OH)键的耐热丙烯酸树脂与含而且主要是由含C一OH(主要为CH 2 SiOH或SiOR的多官能硅烷或硅树脂中间体,通过缩台反应(脱水或脱酵)而得。由于丙烯酸树脂对硅树脂的相容性优于其他有机树脂,特别是在增溶剂存在下,两者能良好混合,因而丙烯酸改性硅树脂也可通过物理混合法配制。 近年来,湖北大学采用水溶性自由基引发剂,以含氢硅油与丙烯酸丁酯为原料,通过乳液聚合方法合成了性能优异的有机硅丙烯酸醣复合聚合物乳液,该乳液具有很好的耐酸碱、耐高低温及耐电解质稳定性,用其配制的涂料具有很好的耐候性和耐沾污性能,湖南湘潭师 )与丙烯酸酯等的乳液共聚反应,当范大学用八甲基环四硅氧烷(D 4 温度为83"C、时间为3h、转化率80%以上时,共聚乳液的综合性能尤

其是胶膜耐甲苯性能(25"C时膨胀为75%)及耐烫性(120"C)明显优于丙烯酸树脂,济南化工研究所以丙烯酸酯类单体、D 和乙烯基七甲 4 基环四硅氧烷为原料,通过加入一定量的接枝剂,采用一次投料法合成r稳定的聚丙烯酸酯+聚硅氧烷复合乳液,四川省建材工业科学研究院通过预乳化工艺,采用活性硅油与丙烯酸酯类单体进行乳液共聚,得到有机硅改性丙烯酸乳液,用该乳液配制的涂料涂层耐沾污性好,综合性能优异,复旦大学采用含乙烯基官能团的有机硅单体与甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、丙烯酸羟基酯等单体通过种子乳液聚合,得到了稳定的性能优异豹有机硅改性丙烯酸醋乳液,此硅胶适用于人造文化石模具硅胶领域,浙江大学采用有机硅单体对丙烯酸树脂进行改性,制得硅丙乳胶材料,重庆大学合成了聚有机硅氧烷一聚丙烯酸醇互穿材料,该材料可避免因使用单一有机硅材料或丙烯酸系涂料而造成的“保护性”破坏,具有无色透明、硬度高、附着力强、耐酸沉降、耐热老化性及透水性好等优点.可用作摩岩石刻防风化材料和复制精密模具和树脂树脂饰品的专用硅胶,上海市市建筑科学研究院开发的有机硅丙烯酸树脂适合于配制耐候性达15年以上的高耐候性材料,合肥工业大学用正硅酸乙酯部分水解缩聚而得的聚硅氧烷与带羟基的丙烯酸树脂反应制得有机硅接枝改性丙烯酸树脂.该树脂在耐酸碱、耐盐、耐溶剂性能及冲击强度等方面较纯聚硅氧烷有明显改善,且在耐高温性方面较丙烯酸树脂有明提高,江苏省建筑材料研究设计院在丙烯酸树脂的合成中引入一定量的有机硅官能团,制得丁溶剂型高耐候性有机硅改性丙烯酸树脂材料,中科院兰州化学物理研究所用羟基

环氧树脂的改性

环氧树脂的改性 1、概述 环氧树脂具有良好的综合力学性能、高度的粘合力、收缩率小、稳定性好、优异的电绝缘性能,作为涂料、胶粘剂、复合材料树脂基体、电子封装材料等在机械、电子、电器、航天、航空、涂料、粘接等领域得到了广泛的应用。然而,由于固化后的环氧树脂交联密度高,内应力大,因而存在质脆、耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点,难以满足工程技术的要求,使其应用受到一定的限制。特别是制约了环氧树脂不能很好地用于结构材料等类型的复合材料,为此,国内外学者对环氧树脂进行了大量改性研究。其中,最主要的是改善环氧树脂的脆性、耐湿热性。 环氧树脂可通过化学方法改性和物理方法进行改性。化学方法改性主要是合成新型结构的环氧树脂及新型结构的固化剂;物理方法改性主要是通过与改性剂形成共混结构来达到提高性能的目的。两种方法比较起来,第一种方法从工艺、成本及难易程度来讲都比第二种方法处于劣势。因此,目前对环氧树脂的改性主要是通过共混结构实现的。 环氧树脂的增韧途径主要有三类:①刚性无机填料、橡胶弹性体和热塑性塑料聚合物等形成两相结构进行增韧。②用热塑性塑料连续贯穿于环氧树脂网络中形成半互穿网络型聚合物来增韧改性。③通过改变交联网络的化学结构组成(如在交联网络中引入“柔性段”)以提高交联网络的活动能力。 环氧树脂的耐湿热性能的改善,主要是通过在环氧树脂分子中引入含稠环的结构单元和合成含氟的环氧树脂,以及采用新的固化剂代替传统的DDS等。 改性后的环氧树脂,由于耐湿热性和韧性的提高,将进一步扩大环氧树脂在电子电器产品、复合材料受力构件以及高性能结构胶粘剂等方面的应用。 另一方面,尽管环氧树脂具有良好的加工工艺性,但对于不同的应用,其操作工艺需要

有机硅型环氧树脂固化剂的制备及性能研究

有机硅型环氧树脂固化剂的制备及性能研究 以氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为反应单体,通过水解缩合反应合成了以Si—O—Si为主要链段,—NH2为活泼基团的环氧树脂固化剂。利用—NH2与环氧基团的反应将耐热性较好的Si—O—Si链段引入到交联网络中。通过反应原料和产物的红外吸收光谱和核磁共振波谱对比分析证明了水解缩合反应的发生;通过非等温DSC分析和T-β外推法确定了反应体系的固化特征温度;用环氧树脂E51混合体系粘接的黄铜板,其相对最大剪切强度为14.4 MPa,固化物在N2氛围中失重10%的温度为378.6 ℃,残炭率为26.2%。 标签:环氧树脂;有机硅;固化剂;耐热性 环氧树脂具有优异的粘接性能、力学性能和化学稳定性,是现代高新工程领域不可或缺的高性能材料[1],而且环氧树脂固化剂对树脂固化物的性能有很大影响[2~4]。 环氧树脂固化后呈三维网络结构,交联密度较高,且存在耐热温度较低、韧性不足等缺陷。通过物理共混或化学聚合的方式改性环氧树脂的柔韧性和耐高低温性能使其获得更广泛的应用一直是研究重点。有机硅材料具有良好的柔韧性、优异的耐高低温和电绝缘性能,而且有机硅化合物可以被赋予多种反应性功能基团,如烷氧基、羟基等,利用功能化的有机硅化合物来改性其他聚合物材料,将使得被改性聚合物材料具有某些独特的性能,尤其是在提高光通率、耐高温降解以及耐烧蚀等方面具有显著的优势[5]。 利用有机硅化合物或聚合物改性环氧树脂一直是国内外研究的热点领域,环氧树脂含有的环氧基、羟基等官能团,可与有机硅中的胺基、羟基、烷氧基以及引入的其他功能基团进行反应,生成改性环氧共聚物或交联固化材料[4]。有机硅类固化剂可以在固化物中引入稳定和柔性的Si—O—Si链,能够改善环氧树脂的柔韧性、热稳定性能,同时还能增强有机硅链段与环氧树脂的相容性[6]。 本研究以氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为主要原料,通过水解缩合得到Si—O—Si为主要链段、以—NH2为活性基团的环氧树脂固化剂,以此提高改性环氧树脂的耐高温性能。 1 实验部分 1.1 实验原料 氨丙基三乙氧基硅烷(KH550),工业级,南京优普化工有限公司;环氧树脂(E51),工业级,巴陵石化有限公司;无水乙醇、甲苯、盐酸,分析纯,北京化工厂;去离子水,自制。 不锈钢板、铝板、铜板,市售。

环氧树脂增韧改性新方法

环氧树脂增韧改性新方法 石胜伟曹有名(西安交通大学化工学院 710049) 摘要介绍了环氧树脂增韧改性的一些新方法,包括热塑性树脂增韧、互穿网络增韧、热致性液晶增韧、原位聚合增韧、核壳结构聚合物增韧等,并对其中的增韧机理作了总结分析。 关键词环氧树脂,增韧,改性 New methods of toughening epoxy resins Shi Shengwei,Cao Youming (School of Chemical Engineering,Xi'an Jiaotong University,710049) Abstract The new methods of toughening epoxy resins,including those of doing thermoplastic resin,thermotropoic liquid crystalline polymer,core-shell latex polymer,forming interpenetrating networks polymer,in-situ polymerization,are introduced,with their mechanisms discussed herein as well. Key words epoxy resin,toughening,modification 环氧树脂(EP)是一种热固性树脂,因具有优异的粘接性、机械强度、电绝缘性等特性,而广泛应用于电子材料的浇注、封装以及涂料、胶粘剂、复合材料基体等方面。由于纯环氧树脂具有高的交联结构,因而存在质脆,耐疲劳性、耐热性、抗冲击韧性差等缺点,难以满足工程技术的要求,使其应用受到一定限制,因此对环氧树脂的改性工作一直是中外研究的热门课题。 传统的增韧方法,如用端羧基丁腈橡胶等橡胶弹性体来改性环氧树脂,在基础研究和应用开发方面都取得了较大成果,但是,这种改性的结果常常是冲击强度得到显著提高,而相应固化物的耐热性和模量随之下降,因而往往不尽人意。近年来国内外学者致力于研究一些新的改性方法,如用耐热的热塑性工程塑料和环氧树脂共混;使弹性体和环氧树脂形成互穿网络聚合物(IPN)体系;用热致液晶聚合物对环氧树脂增韧改性;用刚性高分子原位聚合增韧环氧树脂等。这些方法既可使环氧树脂的韧性得到提高,同时又使其耐热性、模量不降低,甚至还略有升高。本文拟就近年来环氧树脂增韧改性的新方法及其机理作一介绍。 1热塑性树脂增韧环氧树脂 1.1热塑性树脂增韧方法 采用热塑性树脂改性环氧树脂,其研究始于80年代。使用较多的有聚砜醚(PES)、聚砜(PSF)、聚酰亚胺醚(PEI)、聚酮醚(PEK)、聚苯醚(PPO)等热塑性工程塑料,人们发现它们对环氧树脂的改性效果显著。这些热塑性树脂不仅具有较好的韧性,而且模量和耐热性较高,作为增韧剂加入到环氧树脂中同样能形成颗粒分散相,它们的加入使环氧树脂的韧性得到提高,而且不影响环氧固化物的模量和耐热性[1]。 起初用PES改性效果不明显,后来实验发现两端带有活性反应基团的PES对环氧树脂改性效果显著,如苯酚、羟基封端的PES可使韧性提高100%[2],另外双氨基封端、双羟基封端的PES也是有效的改性剂[3,4]。环氧基封端的PES由于环氧基体能促进相间

浅谈环氧树脂的增韧改性

浅谈环氧树脂的增韧改性 摘要: 综述了环氧树脂的增韧改性技术,着重讨论了橡胶弹性体、热塑性树脂增韧环氧树脂的增韧机理和发展现状,并 简要介绍了热致液晶聚合物、柔性链段固化剂和互穿网络结构等环氧树脂增韧改性新技术。 关键词: 环氧树脂; 增韧; 改性 环氧树脂是由具有环氧基的化合物与多元羟基化合物(双酚A、多元醇、多元酸、多元胺) 进行缩聚反应而制得的产品。环氧树脂具有高强度和优良的粘接性能,可用作涂料、电绝缘材料、增强材料和胶粘剂等。但因其固化物质脆,耐开裂性能、抗冲击性能较低,而且耐热性差,使其应用受到了一定的限制。为此国内外学者对环氧树脂进行了大量的改性研究工作,以改善环氧树脂的韧性。 目前环氧树脂的增韧研究已取得了显著的成果,其增韧途径主要有三种: ①在环氧基体中加入橡胶弹性体、热塑性树脂或液晶聚合物等分散相来增韧。②用热固性树脂连续贯穿于环氧树脂网络中形成互穿、半互穿网络结构来增韧。③用含有“柔性链段”的固化剂固化环氧,在交联网络中引入柔性链段,提高网链分子的柔顺性,达到增韧的目的。 1 橡胶弹性体增韧环氧树脂 橡胶弹性体通过其活性端基(如羧基、羟基、氨基) 与环氧树脂中的活性基团(如环氧基、羟基等)反应形成嵌段;正确控制反应性橡胶在环氧树脂体系中的相分离过程是增韧成功的关键。自Mc Garry发现端羧基丁腈橡胶(CTBN) 能使环氧树脂显著提高断裂韧性后的几十年间,人们在这一领域进行了大量的研究。据文献报道,已经研究过的或应用的对环氧树脂增韧改性的橡胶有端羧基聚醚、聚氨酯液体橡胶、聚硫橡胶、含氟弹性体、氯丁橡胶、丁腈橡胶、丙烯酸丁酯橡胶等。通过调节橡胶和环氧树脂的溶解度参数,控制凝胶化过程中相分离形成的海岛结构,以分散相存在的橡胶粒子中止裂纹、分枝裂纹、诱导剪切变形,从而提高环氧树脂的断裂韧性。 目前用液体橡胶增韧环氧树脂的研究有两种趋势。一种是继续采用CTBN 增韧环氧树脂体系,重点放在增韧机理的深入探讨;另一种是采用其它的合适的液体橡胶,如硅橡胶、聚丁二烯橡胶等。D1 Verchere[1 ] 等研究端环氧基丁腈橡胶(ETBN) 对双酚A 型环氧树脂的增韧效果, 当ETBN 含量为20wt %时, 树脂的断裂韧性GIC 由01163kJ / m2 提高到01588kJ / m2 ,比增韧前提高了3倍多。韩孝族[2 ]等用端羟基丁腈橡胶(HTBN) 增韧环氧/ 六氢邻苯二甲酸酐体系, 当HTBN 含量达20phr 时,增韧树脂的冲击强度达900kJ / cm2 ,较改性前(340kJ / cm2) 提高了2 倍多。孙军[3 ]等利用高 分子设计方法及控制反应工艺,制备出具有氨基封端的硅橡胶改性体,分析其红外光谱,证实其产物具有预想结构,即改性后的硅橡胶为氨基封端。用改性硅橡胶对环氧树脂进行增韧改性,通过对增韧体的冲击强度测试结果表明,在改性硅橡胶加入量为0~15 份的范围内,增韧体的冲击强度有了大幅度提高,加入量超过15 份以后,增韧体的冲击强度增势缓慢,实验证明改性硅橡胶对环氧树脂具有良好的增韧效果。此外,还有活性端基液体橡胶增韧环氧树脂、聚硫橡胶改性环氧树脂等方面的研究也有很大进展。如王德武[4 ]等人研制的聚硫橡胶改性环氧防水防腐防霉涂料,是由聚硫橡胶改性环氧溶液为成膜物质,加入金属氧化物填料,添加有机胺固化剂所组成的双组分涂料。该涂料对金属、非金属的附着力强(对钢铁附着力为3~

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