海因型環(huán)氧樹脂的制備及其涂膜性能研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂是指分子結(jié)構(gòu)中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基，以脂肪族、脂環(huán)族或芳香族等有機(jī)化合物為骨架并能通過(guò)環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)形成有用的熱固性產(chǎn)物的高分子。環(huán)氧樹脂固化產(chǎn)物具有優(yōu)異的物理力學(xué)性能、耐藥品性、粘結(jié)性和耐熱性，因而廣泛地用作半、超導(dǎo)體封裝材料、涂料、粘合劑、模塑材料、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的基體樹脂等。對(duì)環(huán)氧樹脂種類及性能、固化劑、環(huán)氧樹脂研究現(xiàn)狀等進(jìn)行了綜述。 研究目的是制備一類海因型環(huán)氧樹脂并研究其固化過(guò)程及固化物的性能。首先，研究了

2、5，5-二甲基海因環(huán)氧樹脂（DMH-EP）和海因-雙酚A環(huán)氧樹脂（DMH-BPA-EP）的制備及表征。討論了原料配比、氫氧化鈉濃度，反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)兩類海因環(huán)氧預(yù)聚物樹脂環(huán)氧值的影響；并通過(guò)試驗(yàn)確定了各自的制備條件。研究發(fā)現(xiàn)1）海因環(huán)氧樹脂：在反應(yīng)溫度80℃、n（DMH）/n（ECH）為1：8、NaOH溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)30％條件下反應(yīng)3h制備的環(huán)氧樹脂環(huán)氧值E為0.1899 mol/100 g，數(shù)均分子量Mn為1053，特性黏數(shù)[

3、n]為1.9383 mL/g；2）海因-雙酚A環(huán)氧樹脂：反應(yīng)溫度70℃、（n（DMH）+n（BPA））/n（ECH）為1：8、n（DMH）/n（BPA）為7：3、NaOH溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)30％條件下反應(yīng)3h制備的環(huán)氧樹脂環(huán)氧值E為0.2602 mol/100g，數(shù)均分子量Mn為769，特性黏數(shù)[η]為1.5454mL/g。采用傅立葉變換紅外光譜（FTIR）和氫核磁共振譜（1H NMR）對(duì)合成的預(yù)聚物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，表明5，5-二甲基海因的仲

4、氨基與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生了開環(huán)加成反應(yīng)，最終生成端基為環(huán)氧官能團(tuán)的5，5-二甲基海因環(huán)氧樹脂；5，5-甲基海因仲氨基和雙酚A的羥基分別與環(huán)氧氯丙烷發(fā)生了開環(huán)加成反應(yīng)，最終生成了帶有環(huán)氧官能團(tuán)端基的共聚海因-雙酚A環(huán)氧樹脂。 其次，用制備的兩種環(huán)氧樹脂預(yù)聚物分別與593固化劑和AII固化劑進(jìn)行固化研究。考察了固化劑用量，固化溫度對(duì)涂膜固化速率的影響，并對(duì)固化涂膜的硬度、附著力、凝膠率和耐化學(xué)介質(zhì)性能進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果顯示，當(dāng)固化劑用量達(dá)

5、到30wt％，固化溫度120℃以上時(shí)，固化體系能得到較快的固化速率，固化120min以上能得到凝膠率95％、硬度2H～4H、附著力0～1級(jí)、耐化學(xué)介質(zhì)性能優(yōu)良等的無(wú)色或淡黃色固化膜。用差式掃描量熱-熱重法（DSC-TG）對(duì)固化體系的固化過(guò)程和熱性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，593固化劑的氨基、仲氨基與環(huán)氧基發(fā)生開環(huán)固化反應(yīng)，而AII固化劑與樹脂上的羥基發(fā)生交換反應(yīng)，并在叔胺的催化下羥基與環(huán)氧基發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，還伴有AII自身縮合反應(yīng)；海因環(huán)氧