一種高耐候性和柔韌性環(huán)氧樹脂的合成方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種高耐候性和柔韌性環(huán)氧樹脂的合成方法，其合成方法包括如下步驟：⑴在反應(yīng)容器內(nèi)加入液態(tài)環(huán)氧樹脂，升溫至120℃以上，打開真空泵，真空度<?0.08MPa，攪拌0.5?1h，抽出液體環(huán)氧樹脂中的餾分；⑵向已除餾分的液態(tài)環(huán)氧樹脂中加入有機(jī)硅和催化劑，升溫至130?150℃后，加入多元酚，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，同時(shí)，將溫度調(diào)至140～170℃之間，反應(yīng)1～3h；顏色變?yōu)闇\黃色透明液體，停止反應(yīng)；⑶降溫出料，經(jīng)冷卻壓片后，即可獲得高耐候性和柔韌性的環(huán)氧樹脂。本發(fā)明專利技術(shù)自制高耐候性和柔韌性環(huán)氧樹脂，采用本體聚合，在合成過(guò)程中無(wú)揮發(fā)份生成，環(huán)保性強(qiáng)。

Synthesis method of epoxy resin with high weather resistance and flexibility

The invention relates to a synthesis method of high weatherability and flexibility of epoxy resin and its synthesis method comprises the following steps: firstly adding liquid epoxy resin in the reaction container, heated to 120 DEG C, open the vacuum pump, vacuum degree of < 0.08MPa, 0.5 stirring 1H, extract body in epoxy resin fraction; in addition to the already added silicone catalyst and liquid epoxy resin fraction, 130 heating up to 150 DEG C, adding polyphenol, nitrogen protection, at the same time, the temperature is adjusted to 140 to 170 DEG C, the reaction of 1 ~ 3H; the color is light yellow transparent liquid, stop the cooling discharge reaction; after cooling after tabletting, epoxy resin can obtain high weatherability and flexibility. The present invention is made of epoxy resin with high weatherability and flexibility, and is prepared by bulk polymerization.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于熱固性粉末涂料領(lǐng)域，涉及到一種高耐候性和柔韌性環(huán)氧樹脂的合成方法。
技術(shù)介紹
粉末涂料是一種完全不含有機(jī)溶劑、以粉末形態(tài)進(jìn)行涂裝成膜的涂料，且在固化過(guò)程中VOC(揮發(fā)性有機(jī)化合物)的排放量極低。與液體油漆相比，它具有明顯的環(huán)保和使用性方面的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)和大氣環(huán)境的不斷惡化，其用量不斷增加。隨著而來(lái)的是，對(duì)其性能的要求也不斷提高。在粉末涂料領(lǐng)域，環(huán)氧樹脂作為一種重要的涂料成膜物質(zhì)，不斷地進(jìn)行廣發(fā)研究。原因在于：環(huán)氧樹脂是一種具有環(huán)氧基的化合物與多元羥基或多元醇化合物進(jìn)行縮聚反應(yīng)而制得的產(chǎn)品，是聚合物基復(fù)合材料中應(yīng)用最廣泛的基體樹脂之一，具有高強(qiáng)度、優(yōu)異的粘結(jié)性、耐化學(xué)腐蝕性、電氣絕緣性能、力學(xué)性能，以及易于加工、收縮率低、線脹系數(shù)小和成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此，廣泛地應(yīng)用于粉末涂料行業(yè)。但因環(huán)氧樹脂的韌性不足和耐候性差，導(dǎo)致固化物質(zhì)脆，易產(chǎn)生裂紋等缺陷，其應(yīng)用受到了較大的限制，使其僅局限于戶內(nèi)產(chǎn)品，而且不能用于要求固化物具有極高柔韌性的領(lǐng)域。基于此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行了大量的改性研究工作，總結(jié)了許多關(guān)于環(huán)氧樹脂增韌和提高耐候性的方法，但常常二者不能同時(shí)兼顧。而有機(jī)硅材料具有優(yōu)良的耐候性和柔韌性等優(yōu)點(diǎn)。因此，通過(guò)在環(huán)氧樹脂分子鏈中引入柔性的有機(jī)硅鏈段，可有效提高環(huán)氧樹脂粉末涂料固化物的耐候性和柔韌性。基于以上環(huán)氧粉末涂料的特點(diǎn)及現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)將具有有機(jī)硅結(jié)構(gòu)的材料通過(guò)化學(xué)反應(yīng)的方法引入環(huán)氧樹脂分子鏈中，從而提高環(huán)氧樹脂粉末涂料固化物的耐候性和柔韌性，同時(shí)解決了普通有機(jī)硅材料與環(huán)氧樹脂相容性差的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種高耐候性和柔韌性的氧樹脂的合成方法，所合成的環(huán)氧樹脂工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)穩(wěn)定，樹脂色澤較淺。本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)方案是：一種高耐候性和柔韌性環(huán)氧樹脂的合成方法，其合成方法包括如下步驟：⑴在反應(yīng)容器內(nèi)加入液態(tài)環(huán)氧樹脂，升溫至120℃以上，打開真空泵，真空度<-0.08MPa，攪拌0.5-1h，抽出液體環(huán)氧樹脂中的餾分；⑵向已除餾分的液態(tài)環(huán)氧樹脂中加入有機(jī)硅和催化劑，升溫至130-150℃后，加入多元酚，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，同時(shí)，將溫度調(diào)至140～170℃之間，反應(yīng)1～3h；顏色變?yōu)闇\黃色透明液體，停止反應(yīng)；⑶降溫出料，經(jīng)冷卻壓片后，即可獲得高耐候性和柔韌性的環(huán)氧樹脂，呈淺黃色透明狀；該環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量范圍為800～1500g/eq，軟化點(diǎn)范圍為85～115℃，粘度范圍為1000～3500mPa·s/150℃。而且，所添加的液態(tài)環(huán)氧樹脂、特種有機(jī)硅、多元酚和催化劑的重量百分比分別為：液態(tài)環(huán)氧樹脂58～70wt％；特種有機(jī)硅5～10wt％；多元酚20～35wt％；催化劑0.05～0.4wt％。而且，所述的液態(tài)環(huán)氧樹脂為以下環(huán)氧樹脂中的至少一種：縮水甘油醚型環(huán)氧樹脂、縮水甘油酯型環(huán)氧樹脂、縮水甘油胺型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)族環(huán)氧樹脂和線狀脂肪族環(huán)氧樹脂，環(huán)氧值不小于0.5eq/100g；而且，所述的特種有機(jī)硅為端環(huán)氧基聚硅氧烷化合物(環(huán)氧當(dāng)量300-800g/mol，分子結(jié)構(gòu)式如下所示)。端環(huán)氧基聚硅氧烷化合物分子結(jié)構(gòu)式而且，所述的多元酚為雙酚A、雙酚F、雙酚S中的至少一種。而且，所述的催化劑為甲基三苯基溴化磷、乙基三苯基溴化磷、二丁基二月桂酸錫的其中一種。本專利技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：⑴本專利技術(shù)自制高耐候性和柔韌性環(huán)氧樹脂的合成工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)穩(wěn)定。⑵本專利技術(shù)自制高耐候性和柔韌性環(huán)氧樹脂，采用本體聚合，在合成過(guò)程中無(wú)揮發(fā)份生成，環(huán)保性強(qiáng)。⑶本專利技術(shù)通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將有機(jī)硅材料接枝到環(huán)氧樹脂上，有效提高了環(huán)氧樹脂固化體系的耐候性和柔韌性，同時(shí)解決了有機(jī)硅與環(huán)氧樹脂相容性差的問(wèn)題。⑷本專利技術(shù)采用分段式合成方法，通過(guò)控制反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等條件實(shí)現(xiàn)了一種高耐候性和柔韌性環(huán)氧樹脂的合成。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。本專利技術(shù)所涉及的性能指標(biāo)測(cè)試方法如下：⑴環(huán)氧當(dāng)量的測(cè)定：依據(jù)ISO3001—1978《塑料—環(huán)氧化合物—環(huán)氧當(dāng)量的測(cè)定》；⑵熔融粘度：使用Brookfield錐板粘度計(jì)在不同的溫度下測(cè)定含磷聚酯固化劑的熔融粘度；⑶軟化點(diǎn)：依據(jù)GB12007.6-89《環(huán)氧樹脂軟化點(diǎn)測(cè)定方法環(huán)球法》中所述的方法測(cè)定；⑷耐候性：采用人工加速耐候性的方法進(jìn)行，依據(jù)GB/T1865-1997中方法1的規(guī)定進(jìn)行，按GB/T9754測(cè)量光澤，試驗(yàn)后按GB/T1766的規(guī)定進(jìn)行評(píng)級(jí)。⑸柔韌性：采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《漆膜柔韌性測(cè)定》(GB/T1731-1993)中的方法測(cè)定。該方法規(guī)定了試用柔韌性測(cè)定器測(cè)定漆膜柔韌性的方法，并以不引起漆膜破壞的最小軸棒直徑表示漆膜的柔韌性。實(shí)施例1：一種高耐候性和柔韌性環(huán)氧樹脂的合成方法，步驟如下：⑴在裝有加熱套、攪拌器、溫度計(jì)、蒸餾柱和冷凝管的1L四口燒瓶中；加入418g127E，升溫至120℃，打開真空泵，攪拌0.5小時(shí)，關(guān)閉真空泵；⑵加入220g端羥烷基改性聚硅氧烷化合物和2.4g二丁基二月桂酸錫，溫度升至140℃加入176g雙酚A，通氮?dú)饣旌暇鶆蚝螅郎刂?40～170℃，反應(yīng)1～3h，停止反應(yīng)；⑶降溫出料，經(jīng)冷卻壓片，可獲得淺黃色透明狀環(huán)氧樹脂。該環(huán)氧樹脂的當(dāng)量為924g/eq，熔融粘度為2100mPa·s/180℃，軟化點(diǎn)為98℃。實(shí)施例2：一種高耐候性和柔韌性環(huán)氧樹脂的合成方法，步驟如下：⑴在裝有加熱套、攪拌器、溫度計(jì)、蒸餾柱和冷凝管的1L四口燒瓶中，加入398g127E，升溫至120℃，打開真空泵，攪拌0.5小時(shí)，關(guān)閉真空泵；⑵然后加入228g端羥烷基改性聚硅氧烷化合物和2.41g二丁基二月桂酸錫，溫度升至140℃加入174g雙酚A，通氮?dú)饣旌暇鶆蚝螅郎刂?40～170℃，反應(yīng)1～3h，停止反應(yīng)；⑶降溫出料，經(jīng)冷卻壓片，可獲得淺黃色透明狀環(huán)氧樹脂。該環(huán)氧樹脂的當(dāng)量為1000g/eq，熔融粘度為2300mPa·s/180℃，軟化點(diǎn)為100℃。耐候性和柔韌性實(shí)驗(yàn)如下：將本申請(qǐng)的環(huán)氧樹脂和普通環(huán)氧樹脂、固化劑、固化促進(jìn)劑、無(wú)機(jī)填料按質(zhì)量份數(shù)配比進(jìn)行預(yù)混合，預(yù)混合的時(shí)間為5～20min，轉(zhuǎn)速500～1000r/min；然后熔融混煉擠出(擠出溫度70～150℃、擠出機(jī)轉(zhuǎn)速1500～3000r/min、喂料速度900～2400r/min)，再進(jìn)行粉碎過(guò)篩即可。表1環(huán)氧組合物組分配比和涂層固化物的耐候性和柔韌性本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種高耐候性和柔韌性環(huán)氧樹脂的合成方法，其特征在于：其合成方法包括如下步驟：⑴在反應(yīng)容器內(nèi)加入液態(tài)環(huán)氧樹脂，升溫至120℃以上，打開真空泵，真空度<?0.08MPa，攪拌0.5?1h，抽出液體環(huán)氧樹脂中的餾分；⑵向已除餾分的液態(tài)環(huán)氧樹脂中加入有機(jī)硅和催化劑，升溫至130?150℃后，加入多元酚，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，同時(shí)，將溫度調(diào)至140～170℃之間，反應(yīng)1～3h；顏色變?yōu)闇\黃色透明液體，停止反應(yīng)；⑶降溫出料，經(jīng)冷卻壓片后，即可獲得高耐候性和柔韌性的環(huán)氧樹脂，呈淺黃色透明狀；該環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量范圍為800～1500g/eq，軟化點(diǎn)范圍為85～115℃，粘度范圍為1000～3500mPa·s/150℃。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種高耐候性和柔韌性環(huán)氧樹脂的合成方法，其特征在于：其合成方法包括如下步驟：⑴在反應(yīng)容器內(nèi)加入液態(tài)環(huán)氧樹脂，升溫至120℃以上，打開真空泵，真空度<-0.08MPa，攪拌0.5-1h，抽出液體環(huán)氧樹脂中的餾分；⑵向已除餾分的液態(tài)環(huán)氧樹脂中加入有機(jī)硅和催化劑，升溫至130-150℃后，加入多元酚，通氮?dú)獗Ｗo(hù)，同時(shí)，將溫度調(diào)至140～170℃之間，反應(yīng)1～3h；顏色變?yōu)闇\黃色透明液體，停止反應(yīng)；⑶降溫出料，經(jīng)冷卻壓片后，即可獲得高耐候性和柔韌性的環(huán)氧樹脂，呈淺黃色透明狀；該環(huán)氧樹脂的環(huán)氧當(dāng)量范圍為800～1500g/eq，軟化點(diǎn)范圍為85～115℃，粘度范圍為1000～3500mPa·s/150℃。2.根據(jù)權(quán)利1所述的高耐候性和柔韌性環(huán)氧樹脂的合成方法，其特征在于：原料的重量百...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈紀(jì)洋，王長(zhǎng)國(guó)，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：天津凱華絕緣材料股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：天津;12