Page 202 - 精细化工2020年第2期
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·404· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷
好的电绝缘性、化学稳定性、低吸水性以及出众的 氧稀释剂,工业级,上海华昌环保树脂厂;聚酰胺
机械强度等特点,广泛应用于电子器件、飞机、汽 树脂,工业级,江苏长丰化工有限公司;去离子水,
车、轮船的零部件以及运动器具等,在工业生产中 自制;甲苯,AR,国药集团化学试剂有限公司。
扮演着重要的角色 [3-4] 。然而,纯双酚 A 型环氧树脂 VECTOR-22 型傅里叶变换红外光谱仪(FTIR,
耐温性差、粘结性低,无法对低极性基材进行有效 KBr 压片法)、Advance 400 MHz Ⅲ型核磁共振波谱
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地粘结,这极大地限制了其在胶粘剂、涂料、电子 仪( HNMR,氘代丙酮为溶剂),德国 Bruker 公司;
封装材料等方面的应用 [5-8] 。因此,双酚 A 型环氧树 Waters E2695 型 Waters 凝胶色谱仪(GPC),美国
脂的改性一度成为研究者们关注的热点。 Waters 公司;VEGA 3 SBH 型扫描电镜(SEM)+
[9]
李宏静等 利用侧环氧化硅油和端环氧基硅油 能谱仪,捷克 TESCAN 公司;TGA Q500 型热重分
胺预反应物对双酚 A 型环氧树脂(E-51 树脂)进行 析仪,美国 TA 公司;AI-7000-NGD 型伺服材料多
增韧改性,与改性前相比,断裂伸长率可提高 241%。 功能高低温控制试验机,高特威尔(东莞)有限公
黄琪等 [10] 利用一种脂环族缩水甘油脂环氧树脂 司;KRK2085-D 型层间结合力测试仪,日本 KRK
(TDE-85)对双酚 A 型环氧树脂进行改性,并以此 公司。
提高双酚 A 型环氧树脂的韧性,与改性前相比,改 1.2 方法
性后树脂的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度分别 1.2.1 BPS-BPA 酚醛环氧树脂的合成
提高 49.05%、50.0%、36.24%。谭军等 [11] 发现使用 在装有机械搅拌和冷凝回流装置的 100 mL 三
口烧瓶中,同时加入 BPA 酚醛树脂 2.3 g、BPS 1.7 g、
氯甲基笼型倍半硅氧烷对双酚 A 环氧树脂进行改性
TBAB 0.09 g、环氧氯丙烷 35.49 g,氮气保护下,
可显著提高其冲击强度,与改性前相比冲击强度提
高 368.21%。黎艳等 [12] 使用二氯二甲基硅烷(DMS) 缓慢升温至 110 ℃,在反应体系呈现红褐色后继续
反应 2.5 h,随后冷却至 60 ℃,在 1.5 h 内缓慢滴加
及 α, ω-二氯聚二甲基硅氧烷(DPS)的混合物来改
10%(质量分数)的 NaOH 溶液 1.98 g,滴加完毕
性双酚 A 型环氧树脂,可使断裂伸长率提高 13.7 倍。
后升温至 70 ℃反应 1 h,溶液呈黄色即为 BPS-BPA
目前,双酚 A 型环氧树脂的改性主要集中于提高其
酚醛环氧树脂粗产物。将粗产物冷却至室温后移至
韧性,对于其耐温性能及粘结性能研究甚少。
储瓶备用。
4,4-二羟基二苯砜(BPS,或双酚 S)作为一种
粗产物中加入 100 mL 甲苯,在室温下静置 24 h,
性能优异的化学品,分子链中的—SO 2 —极性基团,
析出的白色晶体为副产物 BPS 环氧树脂,过滤除去
使其具有较好的耐高温和柔韧性能,此外其与双酚 副产物。将过滤后的粗产物移至分液漏斗中,用
A 拥有相似的结构和化学性质,两者具有很好的相 50~60 ℃去离子水洗涤 3~4 次,以除去无机盐和未
容性。因此,本文利用 BPS 对双酚 A 环氧树脂(BPA 反应的 BPS。再将洗涤后的溶液进行旋蒸,除去未
酚醛树脂)进行改性,系统研究了加料顺序、反应 反应的环氧氯丙烷、甲苯及去离子水。最后乙醇洗
时间、反应温度、物料配比、催化剂用量、闭环时 涤旋蒸所得的固体产物,进行二次纯化,以除去小
间、闭环温度、NaOH 用量等对 BPS-BPA 酚醛环氧 分子产物及副产物,从而得到高纯度的 BPS-BPA 酚
树脂环氧值的影响。另外利用正交实验设计得到了 醛环氧树脂。将其烘干后移至储瓶中备用。
目标产物的最佳工艺,最后将目标产物与固化剂进 合成路线如下所示:
行反应得到的胶粘剂具有优异的粘结性能,有望在
胶粘剂领域得到广泛的应用,从而极大地拓宽其应
用范围。
1 实验部分
1.1 试剂与仪器
BPA 酚醛树脂,实验室自制 [13] ;BPS,AR,上
海源叶生物科技有限公司;四丁基溴化铵(TBAB),
AR,天津市博迪化工有限公司;环氧氯丙烷,AR,
天津市登峰化学试剂厂;氢氧化钠、盐酸、丙酮,
AR,天津市天力化学试剂有限公司;甲基红、三乙
烯四胺,AR,天津市科密欧化学试剂有限公司;环