本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂的制備領(lǐng)域，具體涉及一種以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂及其制備方法。

背景技術(shù)：

環(huán)氧樹脂是一種在許多領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的合成樹脂，具有優(yōu)良的力學(xué)性能、粘結(jié)性能、耐熱性能、尺寸穩(wěn)定性，被廣泛應(yīng)用于電子、化工、機(jī)械、航空航天、涂料、粘接等領(lǐng)域。環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑是近年來國(guó)內(nèi)外環(huán)氧樹脂固化劑研究的熱點(diǎn)之一。潛伏性固化劑是指加入到環(huán)氧樹脂中與其組成的單組分體系在室溫下具有一定的貯存穩(wěn)定性，而在加熱、光照、濕氣等條件下能發(fā)生固化反應(yīng)，與目前普遍采用的雙組分環(huán)氧樹脂體系相比，由潛伏性固化劑與環(huán)氧樹脂混合配制而成的單組分環(huán)氧樹脂體系具有簡(jiǎn)化生產(chǎn)操作工藝，防止環(huán)境污染，提高產(chǎn)品質(zhì)量，適應(yīng)現(xiàn)代大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

常用的環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑主要有雙氰胺類、有機(jī)酰肼類、咪唑類和酸酐類等固化劑，但是每種類型的潛伏性固化劑都有一定的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。例如，雙氰胺類固化劑具有優(yōu)良的貯存期，但是固化溫度較高，和環(huán)氧樹脂的相容性不好，容易出現(xiàn)反應(yīng)不均勻、結(jié)晶析出等問題。咪唑類固化劑是一類高活性固化劑，在中溫下短時(shí)間即可使環(huán)氧樹脂固化，但是貯存期較短，必須對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性，才能成為在室溫下具有一定貯存期的潛伏性固化劑。另外，常用的環(huán)氧樹脂潛伏性固化劑合成路線復(fù)雜，制備過程耗時(shí)耗能，具有毒性，容易造成環(huán)境污染。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂及其制備方法。本發(fā)明原料制備簡(jiǎn)便，低毒環(huán)保，環(huán)境友好，與環(huán)氧樹脂混合后常溫儲(chǔ)存期長(zhǎng)，有效地提高存儲(chǔ)期，高溫反應(yīng)速度快，收縮變形小，有良好的機(jī)械性能。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂組合物，按重量份數(shù)計(jì)，其原料組成為：環(huán)氧樹脂100份、固化劑5-50份和促進(jìn)劑1-30份；所述的固化劑為丙烯酸酯類單體和丙烯酸酯類低聚物中的一種或多種混合物；所述的促進(jìn)劑為金屬氧化物或金屬鹽。

所述的環(huán)氧樹脂為雙酚A環(huán)氧樹脂E51、雙酚A環(huán)氧樹脂E44、酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)44和酚醛環(huán)氧樹脂F(xiàn)51中的任一種。

所述的固化劑為丙烯酸酯類單體和丙烯酸酯類低聚物中的一種或多種混合物，其中丙烯酸酯類單體是丙烯酸酯作為單官能基或多官能基的單體，丙烯酸酯類低聚物是丙烯酸酯作為單官能基或多官能基的低聚物，所述固化劑具體為：丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸辛酯、異辛基丙烯酸酯、丙烯酸壬酯、丙烯酸癸酯、苯基丙烯酸酯、環(huán)己烷丙烯酸酯、2-苯氧基乙基丙烯酸酯、丁氧基丙烯酸乙酯、月桂酸丙烯酸酯、異冰片基丙烯酸酯、丙烯酸四氫呋喃酯、乙氧基乙基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、丁二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯和新戊二醇二丙烯酸酯中的一種或多種混合。

所述的促進(jìn)劑為氧化鋅、氧化鎂、氧化鋁、氯化鋅、氯化鎂、氯化鋁、乙酸鋅、乙酸鎂、乙酸鋁、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鋁、硫酸鋅、硫酸鎂、硫酸鋁、堿式碳酸鋅、堿式碳酸鎂、堿式碳酸鋁和堿式碳酸鋁鎂中的任一種。

如上上述的一種以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂的制備方法，具體步驟為：將固化劑、促進(jìn)劑按比例加入環(huán)氧樹脂，在25-50℃均勻混合，即得到環(huán)氧樹脂混合液；將環(huán)氧樹脂混合液注入到模具中，在25-60℃脫泡；脫泡完全后在120-240℃下進(jìn)行固化3~16h，固化完全后得到環(huán)氧樹脂材料。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明從丙烯酸酯為潛伏性固化劑出發(fā)，原料制備簡(jiǎn)便，低毒環(huán)保，環(huán)境友好，與環(huán)氧樹脂混合后常溫儲(chǔ)存期長(zhǎng)，有效地提高存儲(chǔ)期，高溫反應(yīng)速度快，收縮變形小，有良好的機(jī)械性能。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但本發(fā)明不僅僅限于這些實(shí)施例。

對(duì)比例1

將10g丙烯酸鋅加入100g E51雙酚A環(huán)氧樹脂中，在30℃混合均勻；然后將混合液注入模具中，并于60℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到200℃，在真空條件下固化12小時(shí)，固化完全后脫模制得以丙烯酸鋅為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂固化物。

實(shí)施例1

將10g 1,6-己二醇二丙烯酸酯、5g乙酸鋅依次加入100g E51雙酚A環(huán)氧樹脂中，在30℃混合均勻；然后將混合液注入模具中，并于60℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到200℃，在真空條件下固化3小時(shí)，固化完全后脫模制得以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂固化物。

實(shí)施例2

將20g二甲基丙烯酸乙二醇酯、7.5g氯化鎂依次加入100g E51雙酚A環(huán)氧樹脂中，在30℃混合均勻；然后將混合液注入模具中，并于60℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到180℃，在真空條件下固化6小時(shí)，固化完全后脫模制得以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂固化物。

實(shí)施例3

將15g三乙二醇二丙烯酸酯、8g硬脂酸鋅依次加入100g E44雙酚A環(huán)氧樹脂中，在30℃混合均勻；然后將混合液注入模具中，并于60℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到160℃，在真空條件下固化6小時(shí)，固化完全后脫模制得以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂固化物。

實(shí)施例4

將40g丙烯酸丁酯、15g氧化鋅依次加入100g E44雙酚A環(huán)氧樹脂中，在30℃混合均勻；然后將混合液注入模具中，并于60℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到180℃，在真空條件下固化12小時(shí)，固化完全后脫模制得以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂固化物。

實(shí)施例5

將25g月桂酸丙烯酸酯、12g硬脂酸鋁依次加入100g F44酚醛環(huán)氧樹脂中，在30℃混合均勻；然后將混合液注入模具中，并于60℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到160℃，在真空條件下固化12小時(shí)，固化完全后脫模制得以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂固化物。

實(shí)施例6

將8g季戊四醇四丙烯酸酯、2g堿式碳酸鋅依次加入100g F51酚醛環(huán)氧樹脂中，在30℃混合均勻；然后將混合液注入模具中，并于60℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到160℃，在真空條件下固化16小時(shí)，固化完全后脫模制得以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂固化物。

實(shí)施例7

將6g丙烯酸辛酯、8g丙烯酸-2-乙基己酯、5g氧化鎂依次加入100g F51酚醛環(huán)氧樹脂中，在30℃混合均勻；然后將混合液注入模具中，并于60℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到180℃，在真空條件下固化5小時(shí)，固化完全后脫模制得以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂固化物。

實(shí)施例8

將10g二丙二醇二丙烯酸酯、8g丁二醇二丙烯酸酯、8g氯化鋅依次加入100g E51雙酚A環(huán)氧樹脂中，在30℃混合均勻；然后將混合液注入模具中，并于60℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到160℃，在真空條件下固化6小時(shí)，固化完全后脫模制得以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂固化物。

實(shí)施例9

將15g異辛基丙烯酸酯、10g苯基丙烯酸酯、10g硬脂酸鎂依次加入100g E44雙酚A環(huán)氧樹脂中，在30℃混合均勻；然后將混合液注入模具中，并于60℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到200℃，在真空條件下固化6小時(shí)，固化完全后脫模制得以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂固化物。

實(shí)施例10

將20g丁氧基丙烯酸乙酯、6g丙烯酸四氫呋喃酯、12g堿式碳酸鎂依次加入100g E44雙酚A環(huán)氧樹脂中，在30℃混合均勻；然后將混合液注入模具中，并于60℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到180℃，在真空條件下固化5小時(shí)，固化完全后脫模制得以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂固化物。

實(shí)施例11

將12g三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、6g新戊二醇二丙烯酸酯、8g乙酸鋁依次加入100g F44酚醛環(huán)氧樹脂中，在30℃混合均勻；然后將混合液注入模具中，并于60℃真空烘箱中脫泡，直至脫泡完全；升高烘箱溫度到180℃，在真空條件下固化5小時(shí)，固化完全后脫模制得以丙烯酸酯為潛伏性固化劑的環(huán)氧樹脂固化物。

本發(fā)明實(shí)施例1~11與對(duì)比例1的工藝性能以及性能結(jié)果如表1、表2、表3所示。

表1 對(duì)比例1以及實(shí)施例1~3工藝條件及性能結(jié)果

表2 實(shí)施例4~8工藝條件及性能結(jié)果

表3 實(shí)施例9~11工藝條件及性能結(jié)果

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。