專利名稱：一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改性環(huán)氧樹脂及其制備方法，更具體的說是涉及一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂是一類重要的熱固性樹脂，在膠黏劑、涂料、電子電氣絕緣材料、增強(qiáng)材料及先進(jìn)復(fù)合材料領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但一般環(huán)氧樹脂固化物脆性大，韌性低，沖擊性能差，耐候性差，限制了它在耐沖擊地坪及某些電子電工領(lǐng)域的應(yīng)用。環(huán)氧樹脂的增韌方法一般是加入熱塑性樹脂，效果為環(huán)氧樹脂固化物的沖擊強(qiáng)度有所提高，但拉伸強(qiáng)度等會(huì)有所下降，使其應(yīng)用具有局限性。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的之一為了解決上述的技術(shù)問題而提供一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，該端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂具有比環(huán)氧樹脂更好的拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、疏水性和耐候性。
本發(fā)明目的之二是提供上述的一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下端異氰酸酯含氟聚氨酯20 30份環(huán)氧樹脂100 120份催化劑AO. 06 I. 8份其中所述的催化劑A為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、三苯基膦、三乙胺中的一種或兩種以上組成的混合物；所述的環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-51、環(huán)氧樹脂E-42或環(huán)氧樹脂E-51與環(huán)氧樹脂E-42中組成的混合物；所述的端異氰酸酯含氟聚氨酯，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下二異氰酸酯封端的含氟化合物100 120份聚醚N21060 75份催化劑BO. 02 I. O份其中，所述的催化劑B為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、三苯基膦、三乙胺中的一種或一種以上的混合物；所述的二異氰酸酯封端的含氟化合物，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下4, 4, 5, 5, 5-五氟戍醇40 60份異佛爾酮二異氰酸酯的三聚體200 220份4催化劑CO. 02 I. O份其中所述的催化劑C為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、三苯基膦、三乙胺中的一種或兩種以上組成的混合物；上述的催化劑A、B、C相同或不同。
上述的一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備方法，具體包括如下步驟(1)、二異氰酸酯封端的含氟化合物的制備將4，4，5，5，5-五氟戊醇、異佛爾酮二異氰酸酯的三聚體和催化劑C混合后，80 85°C 下反應(yīng)2. 5 3h，即得二異氰酸酯封端的含氟化合物；(2)、端異氰酸酯含氟聚氨酯的制備將聚醚N210在110 120°C、真空度710 750mmHg下攪拌脫水O. 5 lh，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入步驟(I)所得的二異氰酸酯封端的含氟化合物和催化劑B，82 85°C下反應(yīng)2. 5 3h，然后真空脫泡，即得端異氰酸酯含氟聚氨酯；(3)、端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備 將環(huán)氧樹脂在120 130°C、真空度720 750mmHg下攪拌脫水I 2h，然后在通氮?dú)庀录尤氩襟E(2)所得的端異氰酸酯含氟聚氨酯，攪拌20 30min，加入催化劑A，80 85°C 下反應(yīng)2 3h，然后真空脫泡，即得端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，通過柔性的端異氰酸酯含氟聚氨酯與環(huán)氧樹脂復(fù)合，增加了環(huán)氧樹脂的韌性。同時(shí)通過環(huán)氧樹脂上羥基與端異氰酸酯含氟聚氨酯上異氰酸酯基化學(xué)鍵合，增加環(huán)氧樹脂的拉伸強(qiáng)度，端異氰酸酯含氟聚氨酯結(jié)構(gòu)的 C-F鍵在固化過程中遷移至材料表面，增加了環(huán)氧樹脂的耐候性、疏水性，并賦予其低表面能特性。
本發(fā)明的一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，經(jīng)按GB1040-79塑料拉伸性能試驗(yàn)方法及GB16420-1996塑料沖擊試驗(yàn)方法檢測，該樹脂與D230聚醚胺固化劑3:1 (重量比)固化后，其拉伸強(qiáng)度比純環(huán)氧樹脂提高了 32. 6-38. 2% ;沖擊強(qiáng)度比純環(huán)氧樹脂提高了 115-119%，對水的接觸角比純環(huán)氧樹脂提高了 69. 1-72. 7%。由此可見，本發(fā)明的一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的綜合性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有的環(huán)氧樹脂。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述，但并不限制本發(fā)明。
本發(fā)明各實(shí)施例所用的原料均為市售，規(guī)格均為化學(xué)純。
實(shí)施例I一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下端異氰酸酯含氟聚氨酯20份環(huán)氧樹脂120份催化劑AO. 06份其中所述的催化劑A為辛酸亞錫；所述的環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-51 ；所述的端異氰酸酯含氟聚氨酯，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下二異氰酸酯封端的含氟化合物聚醚N210 催化劑B100份 60份 O. 02 份其中，所述的催化劑B為辛酸亞錫；所述的二異氰酸酯封端的含氟化合物，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下其中所述的催化劑C為二月桂酸二丁基錫。
上述的一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備方法，具體包括如下步(1)、二異氰酸酯封端的含氟化合物的制備將40份4，4，5，5，5-五氟戊醇、200份異佛爾酮二異氰酸酯的三聚體和O. 04份催化劑 C即二月桂酸二丁基錫混合后，80°C下反應(yīng)2. 5h，即得二異氰酸酯封端的含氟化合物；(2)、端異氰酸酯含氟聚氨酯的制備將60份聚醚N210在110°C、真空度710mmHg下攪拌脫水lh，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入步驟(I) 所得的100份二異氰酸酯封端的含氟化合物和O. 02份催化劑B即辛酸亞錫，82°C下反應(yīng)2.5h，然后真空脫泡，即得端異氰酸酯含氟聚氨酯；(3)、端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備將120份環(huán)氧樹脂在120°C、真空度720mmHg下攪拌脫水2h，然后在通氮?dú)庀录尤氩襟E(2)所得的20份端異氰酸酯含氟聚氨酯，攪拌2(T30min，加入O. 06份催化劑A即二月桂酸二丁基錫，80°C下反應(yīng)2h，然后真空脫泡，即得端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂。
上述所得的一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，經(jīng)按GB1040-79塑料拉伸性能試驗(yàn)方法及GB16420-1996塑料沖擊試驗(yàn)方法檢測，即該端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂與D230聚醚胺固化劑3:1(重量比)固化后，其拉伸強(qiáng)度達(dá)76. 8MPa，比純環(huán)氧樹脂 (55. 6MPa)提高了 38. 1% ;沖擊強(qiáng)度達(dá)16. 2kJ/m2，比純環(huán)氧樹脂(7. 4 kj/m2)提高了 119%， 對水的接觸角達(dá)95°，比純環(huán)氧樹脂的55°提高了 72. 7%。
實(shí)施例2一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下端異氰酸酯含氟聚氨酯30份環(huán)氧樹脂100份催化劑AI. 8份其中所述的催化劑A為二月桂酸二丁基錫；所述的環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-42 ；所述的端異氰酸酯含氟聚氨酯，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下二異氰酸酯封端的含氟化合物120份4，4, 5, 5, 5-五氟戍醇異佛爾酮二異氰酸酯的三聚體催化劑C40份 200份 O. 04 份聚醚N210 催化劑B75份 I. O份其中，所述的催化劑B為二月桂酸二丁基錫；所述的二異氰酸酯封端的含氟化合物，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下其中所述的催化劑C為辛酸亞錫。
上述的一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備方法，具體包括如下步(1)、二異氰酸酯封端的含氟化合物的制備將60份4，4，5，5，5-五氟戊醇、220份異佛爾酮二異氰酸酯的三聚體和I. O份催化劑C 即辛酸亞錫混合后，85°C下反應(yīng)3h，即得二異氰酸酯封端的含氟化合物；(2)、端異氰酸酯含氟聚氨酯的制備將75份聚醚N210在120°C、真空度750mmHg下攪拌脫水O. 5h，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入步驟(I) 所得的120份二異氰酸酯封端的含氟化合物和I. O份催化劑B即二月桂酸二丁基錫，85°C 下反應(yīng)3h，然后真空脫泡，即得端異氰酸酯含氟聚氨酯；(3)、端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備將100份環(huán)氧樹脂在130°C、真空度750mmHg下攪拌脫水lh，然后在通氮?dú)庀录尤?0份步驟(2)所得的端異氰酸酯含氟聚氨酯，攪拌30min，加入I. 8份催化劑A即辛酸亞錫，85°C 下反應(yīng)3h，然后真空脫泡，即得端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂。
上述所得的一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，經(jīng)按GB1040-79塑料拉伸性能試驗(yàn)方法及GB16420-1996塑料沖擊試驗(yàn)方法檢測，即該端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂與D230聚醚胺固化劑3:1(重量比)固化后，其拉伸強(qiáng)度達(dá)73. 7MPa，比純環(huán)氧樹脂 (55. 6MPa)提高了 32. 6% ;沖擊強(qiáng)度達(dá)15. 9kJ/m2，比純環(huán)氧樹脂(7. 4 kj/m2)提高了 115%， 對水的接觸角達(dá)93°，比純環(huán)氧樹脂的55°提高了 69. 1%。
以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。4，4, 5, 5, 5-五氟戍醇異佛爾酮二異氰酸酯的三聚體催化劑C60份 220份 I. O份
權(quán)利要求
1.一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下其中，所述的催化劑A為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、三苯基膦、三乙胺中的一種或兩種以上組成的混合物；所述的環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-51、環(huán)氧樹脂E-42或環(huán)氧樹脂E-51與環(huán)氧樹脂E-42組成的混合物；所述的端異氰酸酯含氟聚氨酯，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下二異氰酸酯封端的含氟化合物100 120份聚醚N21060 75份催化劑BO. 02 I. O份其中，所述的催化劑B為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、三苯基膦、三乙胺中的一種或兩種以上組成的混合物；所述的二異氰酸酯封端的含氟化合物，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下4,4, 5, 5, 5-五氟戍醇40 60份異佛爾酮二異氰酸酯的三聚體200 220份催化劑CO. 02 I. O份其中，所述的催化劑C為二月桂酸二丁基錫、辛酸亞錫、三苯基膦、三乙胺中的一種或兩種以上組成的混合物；上述的催化劑A、B、C相同或不同。
2.如權(quán)利要求I所述的一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下端異氰酸酯含氟聚氨酯20份環(huán)氧樹脂120份催化劑AO. 06份其中，所述的催化劑A為辛酸亞錫；所述的環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-51 ；所述的端異氰酸酯含氟聚氨酯，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下二異氰酸酯封端的含氟化合物100份聚醚N21060份催化劑BO. 02份其中，所述的催化劑B為辛酸亞錫；所述的二異氰酸酯封端的含氟化合物，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下·4，4, 5, 5, 5-五氟戍醇40份異佛爾酮二異氰酸酯的三聚體200份催化劑CO. 04份其中，所述的催化劑C為二月桂酸二丁基錫。端異氰酸酯含氟聚氨酯環(huán)氧樹脂催化劑A·20 30份 100 120份 O. 06 I. 8 份
3.如權(quán)利要求I所述的一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂，其特征在于按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下端異氰酸酯含氟聚氨酯30份環(huán)氧樹脂100份催化劑AI. 8份其中，所述的催化劑A為二月桂酸二丁基錫；所述的環(huán)氧樹脂為環(huán)氧樹脂E-42 ；所述的端異氰酸酯含氟聚氨酯，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下二異氰酸酯封端的含氟化合物120份聚醚N21075份催化劑BI. O份其中，所述的催化劑B為二月桂酸二丁基錫；所述的二異氰酸酯封端的含氟化合物，按重量份數(shù)計(jì)算，其原料組成及含量如下4，4, 5, 5, 5-五氟戍醇60份異佛爾酮二異氰酸酯的三聚體220份催化劑CI. O份其中，所述的催化劑C為辛酸亞錫。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備方法，其特征在于具體包括如下步驟(1)、二異氰酸酯封端的含氟化合物的制備將4，4，5，5，5-五氟戊醇、異佛爾酮二異氰酸酯的三聚體和催化劑C混合后，80 85°C 下反應(yīng)2. 5 3h，即得二異氰酸酯封端的含氟化合物；(2)、端異氰酸酯含氟聚氨酯的制備將聚醚N210在110 120°C、真空度710 750mmHg下攪拌脫水O. 5 lh，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入步驟(I)所得的二異氰酸酯封端的含氟化合物和催化劑B，82 85°C下反應(yīng)2. 5 3h，然后真空脫泡，即得端異氰酸酯含氟聚氨酯；(3)、端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂的制備將環(huán)氧樹脂在120 130°C、真空度720 750mmHg下攪拌脫水I 2h，然后在通氮?dú)庀录尤氩襟E(2)所得的端異氰酸酯含氟聚氨酯，攪拌20 30min，加入催化劑A，80 85°C 下反應(yīng)2 3h，然后真空脫泡，即得端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂。
全文摘要
本發(fā)明公開一種端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂及制備方法。端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂由端異氰酸酯含氟聚氨酯、環(huán)氧樹脂和催化劑A組成，其中端異氰酸酯含氟聚氨酯由二異氰酸酯封端的含氟化合物、聚醚N210、催化劑B組成，其中二異氰酸酯封端的含氟化合物由4,4,5,5,5-五氟戊醇、異佛爾酮二異氰酸酯的三聚體和催化劑C組成。其制備方法包括二異氰酸酯封端的含氟化合物制備、端異氰酸酯含氟聚氨酯制備和端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂制備三個(gè)步驟。所得端異氰酸酯含氟聚氨酯改性環(huán)氧樹脂相對于純環(huán)氧樹脂其拉伸強(qiáng)度提高32.6-38.2%，沖擊強(qiáng)度提高115-119%，對水的接觸角提高69.1-72.7%。
文檔編號C08L75/08GK102924681SQ20121046972
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者張英強(qiáng), 李燁, 吳蓁, 沈冰瑩, 施雯, 劉悅婷, 姜鈺蕓 申請人:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院