耐高溫雙酚a二縮水甘油醚環氧樹脂體系及其製備方法
2023-10-06 18:53:29 1
專利名稱：耐高溫雙酚a二縮水甘油醚環氧樹脂體系及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種環氧樹脂體系及其製備方法。
背景技術：
隨著科學技術的進步，對材料的性能提出了更高的要求。尤其是用於火箭發動機殼體的複合環氧樹脂材料的耐高溫性能急需提高。通過共聚-共混的方法可提高環氧樹脂材料的耐高溫性，但該方法生產成本過高。
發明內容
本發明的目的是為了解決複合環氧樹脂材料的耐高溫性能急需提高，共聚-共混的方法成本過高的問題，而提供的一種耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系及其製備方法。耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系由雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂和2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑製成；其中雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂與2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑的化學計量比為1∶0.3～0.5。耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系按以下步驟製備(一)按0.3～0.5∶1的化學計量比將2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑與雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂混合；(二)攪拌、加熱，溫度始終控制低於90℃，直至體系均勻為止；(三)將預交聯產物在90～190℃條件下固化2～20h；(四)固化產物降至室溫後置於200～230℃環境中後處理1～2h，即得到耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系。
本發明製備工藝簡單，成本低，易於操作。本發明通過將2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑導入雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂(分子式如下所示)，構建新的分子結構，製備出耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系，該環氧樹脂體系耐高溫性能提高了10～20％。
具體實施例方式
具體實施例方式
一本實施方式耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系由雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂和2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑製成；其中雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂與2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑的化學計量比為1∶0.3～0.5。
具體實施例方式
二本實施方式與具體實施方式
一的不同點是2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑有順、反式兩種分子結構。其它與實施方式一相同。
具體實施例方式
三本實施方式與具體實施方式
二的不同點是耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系由雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂和順式2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑製成；順式2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑分子結構式如下所示。其它與實施方式二相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
二的不同點是耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系由雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂和反式2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑製成；反式2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑分子結構式如下所示。其它與實施方式二相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一的不同點是雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂與2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑的化學計量比為1∶0.4。其它與實施方式一相同。
具體實施例方式
六本實施方式通過以下步驟製備耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系(一)按0.3～0.5∶1的化學計量比將2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑與雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂混合；(二)攪拌、加熱，溫度始終控制低於90℃，直至體系均勻為止；(三)將預交聯產物在90～190℃條件下固化2～20h；(四)固化產物降至室溫後置於200～230℃環境中後處理1～2h，即得到耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系。
具體實施例方式
七本實施方式與具體實施方式
六的不同點是步驟(一)中按1∶10～30的重量比將2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑溶於以N-甲基吡咯烷酮或N，N-二甲基乙醯胺為溶劑的溶液後再與雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂混合。其它步驟與實施方式六相同。
具體實施例方式
八本實施方式與具體實施方式
六的不同點是步驟(一)中按1∶15～25的重量比將2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑溶於以N-甲基吡咯烷酮或N，N-二甲基乙醯胺為溶劑的溶液後再與雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂混合。其它步驟與實施方式六相同。
具體實施例方式
九本實施方式與具體實施方式
六的不同點是步驟(一)中按0.4∶1的化學計量比將2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑與雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂混合。其它步驟與實施方式六相同。
具體實施例方式
十本實施方式與具體實施方式
七的不同點是步驟(三)預交聯產物在壓力小於0.04MPa、溫度為90～95℃的條件下固化19～20h；步驟(四)固化產物降至室溫後置於230℃環境中後處理2h。其它步驟與實施方式七相同。
本實施方式得到的耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系固化物的玻璃化轉變溫度Tg＝190℃(扭辮法)，在Ar氣氛中的起始分解溫度為362℃，573℃的殘餘重量為39％(差示掃描量熱法，升溫速率為5℃/min)具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
六的不同點是步驟(三)將預交聯產物在100～170℃條件下固化3～19h。其它步驟與實施方式六相同。
具體實施例方式
十二本實施方式與具體實施方式
六的不同點是步驟(三)將預交聯產物在120～150℃條件下固化6～12h。其它步驟與實施方式六相同。
具體實施例方式
十三本實施方式與具體實施方式
六的不同點是步驟(四)固化產物降至室溫後置於210～220℃環境中後處理1.5h。其它步驟與實施方式六相同。
具體實施例方式
十四本實施方式通過以下步驟製備耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系(一)按0.3～0.5∶1的化學計量比將順式2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑與雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂混合；(二)攪拌、加熱，溫度始終控制低於90℃，直至體系均勻為止；(三)將預交聯產物在130℃條件下固化2h；(四)固化產物降至室溫後置於200℃環境中後處理2h，即得到耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系。
本實施方式得到的耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系固化物的玻璃化轉變溫度Tg＝178℃(扭辮法)，在Ar氣氛中的起始分解溫度為364℃，在573℃的殘餘重量為26.3％(差示掃描量熱法，升溫速率為5℃/min)。
具體實施例方式
十五本實施方式通過以下步驟製備耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系(一)按0.4∶1的化學計量比將反式2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑與雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂混合；(二)攪拌、加熱，溫度始終控制低於90℃，直至體系均勻為止；(三)將預交聯產物在190℃條件下固化6h；(四)固化產物降至室溫後置於230℃環境中後處理1h，即得到耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系。
本實施方式得到的耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系固化物的玻璃化轉變溫度Tg＝185℃(扭辮法)，在Ar氣氛中的起始分解溫度為378℃，在573℃的殘餘重量為24.6％(差示掃描量熱法，升溫速率為5℃/min)。
權利要求
1.耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系，其特徵在於耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系由雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂和2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑製成；其中雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂與對2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑的化學計量比為1∶0.3～0.5。
2.根據權利要求1所述的耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系，其特徵在於2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑有順、反式兩種分子結構。
3.根據權利要求2所述的耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系，其特徵在於2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑順式分子結構如下所示。
4.根據權利要求2所述的耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系，其特徵在於2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑反式分子結構如下所示。
5.耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系的製備方法，其特徵在於耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系按以下步驟製備(一)按0.3～0.5∶1的化學計量比將2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑與雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂混合；(二)攪拌、加熱，溫度始終控制低於90℃，直至體系均勻為止；(三)將預交聯產物在90～190℃條件下固化2～20h；(四)固化產物降至室溫後置於200～230℃環境中後處理1～2h，即得到耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系。
6.根據權利要求5所述的耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系的製備方法，其特徵在於步驟(一)中按1∶10～30的重量比將2，6-二(對氨基苯)苯並[1.2-d；5.4-d′]二噁唑溶於以N-甲基吡咯烷酮或N，N-二甲基乙醯胺為溶劑的溶液後再與雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂混合。
7.根據權利要求5所述的耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系的製備方法，其特徵在於步驟(三)將預交聯產物在100～170℃條件下固化3～19h。
8.根據權利要求5所述的耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系的製備方法，其特徵在於步驟(四)固化產物降至室溫後置於210～220℃環境中後處理1.5h。
9.根據權利要求6所述的耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系的製備方法，其特徵在於步驟(三)預交聯產物在壓力小於0.04MPa、溫度為90～95℃的條件下固化19～20h；步驟(四)固化產物降至室溫後置於230℃環境中後處理2h。
全文摘要
耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系及其製備方法，它涉及一種環氧樹脂體系及其製備方法。它解決了目前複合環氧樹脂材料的耐高溫性能急需提高，共聚－共混的方法成本過高的問題。耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系由雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂和2，6－二(對氨基苯)苯並[1.2－d；5.4－d′]二噁唑製成；其化學計量比為1∶0.3～0.5。其製備方法(一)將2，6－二(對氨基苯)苯並[1.2－d；5.4－d′]二噁唑與雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂混合；(二)攪拌、加熱，溫度始終低於90℃，至體系均勻為止；(三)將預交聯產物固化；(四)固化產物後處理，即得到耐高溫雙酚A二縮水甘油醚環氧樹脂體系。本發明製備工藝簡單，成本低；製備出的環氧樹脂體系耐高溫性能提高10～20％。
文檔編號C08K5/353GK1817936SQ20061000976
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月6日 優先權日2006年3月6日
發明者黃玉東, 盧曉東, 張春華 申請人:哈爾濱工業大學