一种环氧树脂组合物、制备方法及应用与流程

[0001]
本发明属于环氧树脂技术领域，涉及一种环氧树脂组合物、制备方法及应用。


背景技术：

[0002]
发泡聚苯乙烯，简称eps，具有相对密度低、热导率低、吸水性小、耐冲击振动、隔热、隔音、防潮、减震、介电性能优良等特点，广泛地用于机械设备、仪器仪表、家用电气、工艺品和其他易损坏贵重产品的防震包装材料以及快餐食品的包装。eps也存在力学强度低的不足，在应用时经常在表面形成一层树脂保护层。现有的树脂保护层脆性大、柔韧性不足，或者含有大量的苯环结构耐候性差，或者粘度高、不适合手糊作业。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种环氧树脂组合物，在力学强度、耐候性、操作上达到了较好的综合性能。
[0004]
本发明的另一个目的在于提供一种环氧树脂组合物的制备方法。
[0005]
本发明还有一个目的在于提供一种环氧树脂组合物的应用。
[0006]
本发明的技术方案如下：
[0007]
一种环氧树脂组合物，按重量份数计，由以下各原料组分制备而成，100-155份季戊四醇、122-190份丙三醇、80-103份二缩三乙二醇、830-950份环氧氯丙烷、1-2份三氟化硼乙醚溶液、1300-2400份无水乙醇和230-310份氢氧化钠。
[0008]
优选的，由以下各原料组分制备而成，110-150份季戊四醇、130-180份丙三醇、85-100份二缩三乙二醇、850-930份环氧氯丙烷、1-2份三氟化硼乙醚溶液、1400-2200份无水乙醇和250-300份氢氧化钠。
[0009]
更优选的，由以下各原料组分制备而成，125-145份季戊四醇、137-165份丙三醇、87-95份二缩三乙二醇、870-910份环氧氯丙烷、1-2份三氟化硼乙醚溶液、1500-2000份无水乙醇和270-290份氢氧化钠。本发明的三氟化硼乙醚溶液的有效含量为46.8-47.8％。
[0010]
一种上述任一实施方案所述的环氧树脂组合物的制备方法，包括以下步骤，
[0011]
s1、开环反应：将所述季戊四醇、所述丙三醇、所述二缩三乙二醇混合，搅拌，逐渐加入所述三氟化硼乙醚溶液，搅匀，升温至50-60℃，滴加所述环氧氯丙烷，滴加完在60-65℃保温反应4h，加入60-100％重量的所述无水乙醇，搅匀，获得开环产物；
[0012]
s2、环化反应：将步骤s1获得的开环产物转移至环化釜，加入剩余的所述无水乙醇，控制反应料液的温度为25
±
2℃，将所述氢氧化钠分12-20次每隔0.5小时加入一次至环化釜中；加完全部所述氢氧化钠，升温至30
±
2℃，保温反应5-8小时，获得环化产物；
[0013]
s3、将步骤s2获得的环化产物静置分层，收集第一上层清液，除去无水乙醇，获得所述环氧树脂组合物。
[0014]
优选的，步骤s2中所述保温反应过程中还包括除去未反应完的氢氧化钠。除去未反应完的氢氧化钠可以通过直接打开环化釜底部的放料开关放出集聚在环化釜底部的氢
氧化钠，再加入到环化釜中继续反应。可以持续性的重复该“除去未反应完的氢氧化钠”步骤，直至氢氧化钠反应完。集聚在环化釜底部的氢氧化钠较难参与反应，影响反应速率，通过放出再放入环化釜可以加快反应速率。
[0015]
优选的，在步骤s3中所述收集第一上层清液后继续加入无水乙醇，搅拌，静置，收集第二上层清液，并与所述第一上层清液合并。本发明中还可以继续对收集完第二上层清液后的残渣继续加入无水乙醇、搅拌，静置、收集第三上层清液，与第一、第二上层清液合并。
[0016]
在步骤s3中，除去乙醇可以对乙醇进行回收，再使用。
[0017]
一种上述任一实施方案所述的环氧树脂组合物在发泡聚苯乙烯上的应用，尤其是在发泡聚苯乙烯表面上的应用。
[0018]
本发明的有益效果是：
[0019]
(1)获得的环氧树脂组合物中不含苯环，固化后的产物耐候性好；获得的环氧树脂粘度较低，便于操作。
[0020]
(2)使用二缩三乙二醇作为增韧剂，增强了环氧树脂固化后的柔韧性；使用季戊四醇和丙三醇的官能度都超过2，而且季戊四醇和丙三醇的复配使用，优化环氧树脂的官能度，固化后机械强度好；因此，本发明的环氧树脂组合物固化后的产物兼顾了高强度和柔韧性。
[0021]
(3)采用简单的原料，获得综合性能优良的环氧树脂，成本更低。
具体实施方式
[0022]
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
[0023]
如无特别指明，以下各实施例中所述份数为重量份数。
[0024]
实施例1
[0025]
将100份季戊四醇、185份丙三醇、82份二缩三乙二醇混合，搅拌，逐渐加入1.2份三氟化硼乙醚溶液，搅匀，升温至53℃，滴加940份环氧氯丙烷，滴加完在60-65℃保温反应4h，加入1500份无水乙醇，搅匀，获得开环产物1；
[0026]
将上述开环产物1转移至环化釜，加入500份无水乙醇，控制反应料液的温度为25
±
2℃，将237份氢氧化钠分15次每隔0.5小时加入一次至环化釜中；加完全部氢氧化钠，升温至30
±
2℃，保温反应7小时，保温反应过程5次打开环化釜底部放料开关放出底部集聚的氢氧化钠再加入到环化釜中至无未反应的氢氧化钠，获得环化产物1；
[0027]
将上述环化产物1静置分层，收集第一上层清液，往残渣继续加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第二上层清液，往残渣再加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第三上层清液，合并第一、第二和第三上层清液，蒸馏、回收无水乙醇，获得所述环氧树脂组合物，记为e-1。
[0028]
实施例2
[0029]
将113份季戊四醇、149份丙三醇、90份二缩三乙二醇混合，搅拌，逐渐加入1.8份三氟化硼乙醚溶液，搅匀，升温至53℃，滴加860份环氧氯丙烷，滴加完在60-65℃保温反应4h，加入1900份无水乙醇，搅匀，获得开环产物2；
[0030]
将上述开环产物2转移至环化釜，控制反应料液的温度为25
±
2℃，将285份氢氧化
钠分17次每隔0.5小时加入一次至环化釜中；加完全部氢氧化钠，升温至30
±
2℃，保温反应6小时，保温反应过程4次打开环化釜底部放料开关放出底部集聚的的氢氧化钠再加入到环化釜中至无未反应的氢氧化钠，获得环化产物2；
[0031]
将上述环化产物2静置分层，收集第一上层清液，蒸馏、回收无水乙醇，获得所述环氧树脂组合物，记为e-2。
[0032]
实施例3
[0033]
将136份季戊四醇、150份丙三醇、92份二缩三乙二醇混合，搅拌，逐渐加入1.5份三氟化硼乙醚溶液，搅匀，升温至56℃，滴加895份环氧氯丙烷，滴加完在60-65℃保温反应4h，加入1500份无水乙醇，搅匀，获得开环产物3；
[0034]
将上述开环产物3转移至环化釜，加入300份无水乙醇，控制反应料液的温度为25
±
2℃，将277份氢氧化钠分18次每隔0.5小时加入一次至环化釜中；加完全部氢氧化钠，升温至30
±
2℃，保温反应6小时，保温反应过程6次打开环化釜底部放料开关放出底部集聚的的氢氧化钠再加入到环化釜中至无未反应的氢氧化钠，获得环化产物3；
[0035]
将上述环化产物3静置分层，收集第一上层清液，往残渣继续加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第二上层清液，往残渣再加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第三上层清液，合并第一、第二和第三上层清液，蒸馏、回收无水乙醇，获得所述环氧树脂组合物，记为e-3。
[0036]
实施例4
[0037]
将147份季戊四醇、162份丙三醇、92份二缩三乙二醇混合，搅拌，逐渐加入1.4份三氟化硼乙醚溶液，搅匀，升温至58℃，滴加878份环氧氯丙烷，滴加完在60-65℃保温反应4h，加入1800份无水乙醇，搅匀，获得开环产物4；
[0038]
将上述开环产物4转移至环化釜，加入300份无水乙醇，控制反应料液的温度为25
±
2℃，将288份氢氧化钠分15次每隔0.5小时加入一次至环化釜中；加完全部氢氧化钠，升温至30
±
2℃，保温反应5小时，保温反应过程6次打开环化釜底部放料开关放出底部集聚的氢氧化钠再加入到环化釜中至无未反应的氢氧化钠，获得环化产物4；
[0039]
将上述环化产物4静置分层，收集第一上层清液，往残渣继续加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第二上层清液，合并第一和第二上层清液，蒸馏、回收无水乙醇，获得所述环氧树脂组合物，记为e-4。
[0040]
实施例5
[0041]
将142份季戊四醇、161份丙三醇、91份二缩三乙二醇混合，搅拌，逐渐加入1.6份三氟化硼乙醚溶液，搅匀，升温至58℃，滴加907份环氧氯丙烷，滴加完在60-65℃保温反应4h，加入2000份无水乙醇，搅匀，获得开环产物5；
[0042]
将上述开环产物5转移至环化釜，控制反应料液的温度为25
±
2℃，将280份氢氧化钠分14次每隔0.5小时加入一次至环化釜中；加完全部氢氧化钠，升温至30
±
2℃，保温反应6小时，保温反应过程5次打开环化釜底部放料开关放出底部集聚的氢氧化钠再加入到环化釜中至无未反应的氢氧化钠，获得环化产物5；
[0043]
将上述环化产物5静置分层，收集第一上层清液，往残渣继续加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第二上层清液，往残渣再加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第三上层清液，合并第一、第二和第三上层清液，蒸馏、回收无水乙醇，获得所述环氧树脂组合物，记为
e-5。
[0044]
对比例1
[0045]
将286份季戊四醇、92份二缩三乙二醇混合，搅拌，逐渐加入1.5份三氟化硼乙醚溶液，搅匀，升温至56℃，滴加895份环氧氯丙烷，滴加完在60-65℃保温反应4h，加入1500份无水乙醇，搅匀，获得开环产物6；
[0046]
将上述开环产物6转移至环化釜，加入300份无水乙醇，控制反应料液的温度为25
±
2℃，将277份氢氧化钠分18次每隔0.5小时加入一次至环化釜中；加完全部氢氧化钠，升温至30
±
2℃，保温反应6小时，保温反应过程6次打开环化釜底部放料开关放出底部集聚的的氢氧化钠再加入到环化釜中至无未反应的氢氧化钠，获得环化产物6；
[0047]
将上述环化产物6静置分层，收集第一上层清液，往残渣继续加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第二上层清液，往残渣再加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第三上层清液，合并第一、第二和第三上层清液，蒸馏、回收无水乙醇，获得所述环氧树脂组合物，记为e-6。
[0048]
对比例2
[0049]
将286份丙三醇、92份二缩三乙二醇混合，搅拌，逐渐加入1.5份三氟化硼乙醚溶液，搅匀，升温至56℃，滴加895份环氧氯丙烷，滴加完在60-65℃保温反应4h，加入1500份无水乙醇，搅匀，获得开环产物7；
[0050]
将上述开环产物7转移至环化釜，加入300份无水乙醇，控制反应料液的温度为25
±
2℃，将277份氢氧化钠分18次每隔0.5小时加入一次至环化釜中；加完全部氢氧化钠，升温至30
±
2℃，保温反应6小时，保温反应过程6次打开环化釜底部放料开关放出底部集聚的的氢氧化钠再加入到环化釜中至无未反应的氢氧化钠，获得环化产物7；
[0051]
将上述环化产物7静置分层，收集第一上层清液，往残渣继续加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第二上层清液，往残渣再加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第三上层清液，合并第一、第二和第三上层清液，蒸馏、回收无水乙醇，获得所述环氧树脂组合物，记为e-7。
[0052]
对比例3
[0053]
将136份季戊四醇、150份丙三醇、92份二缩三丙二醇混合，搅拌，逐渐加入1.5份三氟化硼乙醚溶液，搅匀，升温至56℃，滴加895份环氧氯丙烷，滴加完在60-65℃保温反应4h，加入1500份无水乙醇，搅匀，获得开环产物8；
[0054]
将上述开环产物8转移至环化釜，加入300份无水乙醇，控制反应料液的温度为25
±
2℃，将277份氢氧化钠分18次每隔0.5小时加入一次至环化釜中；加完全部氢氧化钠，升温至30
±
2℃，保温反应6小时，保温反应过程6次打开环化釜底部放料开关放出底部集聚的的氢氧化钠再加入到环化釜中至无未反应的氢氧化钠，获得环化产物8；
[0055]
将上述环化产物8静置分层，收集第一上层清液，往残渣继续加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第二上层清液，往残渣再加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第三上层清液，合并第一、第二和第三上层清液，蒸馏、回收无水乙醇，获得所述环氧树脂组合物，记为e-8。
[0056]
对比例4
[0057]
将136份季戊四醇、150份丙三醇、92份一缩二乙二醇混合，搅拌，逐渐加入1.5份三
氟化硼乙醚溶液，搅匀，升温至56℃，滴加895份环氧氯丙烷，滴加完在60-65℃保温反应4h，加入1500份无水乙醇，搅匀，获得开环产物9；
[0058]
将上述开环产物9转移至环化釜，加入300份无水乙醇，控制反应料液的温度为25
±
2℃，将277份氢氧化钠分18次每隔0.5小时加入一次至环化釜中；加完全部氢氧化钠，升温至30
±
2℃，保温反应6小时，保温反应过程6次打开环化釜底部放料开关放出底部集聚的的氢氧化钠再加入到环化釜中至无未反应的氢氧化钠，获得环化产物9；
[0059]
将上述环化产物9静置分层，收集第一上层清液，往残渣继续加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第二上层清液，往残渣再加入500份无水乙醇、搅拌、静置，收集第三上层清液，合并第一、第二和第三上层清液，蒸馏、回收无水乙醇，获得所述环氧树脂组合物，记为e-9。
[0060]
性能测试
[0061]
环氧树脂组合物性能
[0062]
实施例1-5中的e-1～e-5和对比例e6～e9中的按照环氧树脂组合物测试粘度和环氧当量。结果如表1所示。
[0063]
表1
[0064][0065]
环氧树脂组合物固化后性能
[0066]
分别将实施例1-5中的e-1～e-5和对比例e6～e9中的按照环氧树脂组合物：593固化剂＝4:1进行混合、固化，机械性能对比如表2所示。
[0067]
表2
[0068][0069][0070]
因此，本发明的环氧树脂组合物粘度低，操作方便，不含有苯环耐候性好，固化后总和的力学性能较好。
[0071]
如上所述，显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域技术人员应该了解本发明不受上述实施例的限制，上述实施例仅为本发明的较佳实施例而已，不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

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