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三氟甲磺酸金属盐对苯并恶嗪固化及性能影响
采用示差扫描量热法(DSC)、原位红外分析(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和热失重法(TGA)研究了三氟甲磺酸金属(铝、镱、镧)盐对双酚A-苯胺型苯并恶嗪树脂固化反应和耐热性能的影响。结果表明,加入三氟甲磺酸金属盐后,苯并恶嗪树脂的固化温度明显降低,但其固化反应活化能却有一定程度的提高。苯并恶嗪可在较低温度下开环,形成苯胺对位Mannich桥、酚羟基邻位Mannich桥、苯胺对位亚甲基桥和酚羟基邻位亚甲基桥4种结构。此外,添加了催化剂的固化产物由于少量C=N键端基存在导致了其分解温度降低。但由于亚甲基桥连接2个苯环,在热降解过程中容易形成较为致密的炭层,终导致固化产物的残炭量有所提升。
苯并恶嗪树脂性能
1、高耐热性:固化完全后,玻璃化转变温度(Tg)在150℃以上
2、优良的电绝缘性能:苯并恶嗪开环聚合后,具有类似酚醛树脂的结构,具有良好的电绝缘性能;
3、良好的机械性能:苯并恶嗪树脂在适当的温度条件下即可固化,但固化温度和后处理温度较酚醛和环氧较高;但它和环氧树脂复合使用时,具有良好的力学性能。
技术领域
本发明涉及一种新型环氧树脂前质体双酚F,以双酚F为原料的环氧树脂与以双酚A为原料的环氧树脂相比,有黏度低、作业性优良等特点,同时也可被用作染料中间体、无溶剂型至固体份涂料、酚醛树脂的改性剂和稳定剂等方面,属于化学材料与领域。
背景技术
环氧树脂是复合材料的基体材料,种类繁多,性能优良,表现出优良的粘附力、力学性能、高绝缘性、优良的化学稳定性、形式及尺寸稳定性、热稳定性以及固化操作方便,使其用途为广泛。我国自1958年开始对环氧树脂进行了研究,并以很快的速度投入了工业生产,至今已在全国各地蓬勃发展,除生产普通的双酚A-环氧氯丙烷型环氧树脂外,也生产其他各种类型的新型环氧树脂,以满足建设及经济各部门的急需。
双酚F型环氧树脂是由双酚F(BPF)和环氧氯丙烷在碱性条件下缩合而成的产物,它不仅具有双酚A型环氧树脂的一切优良特性,还有其特的性能,尤其是黏度远低于双酚A型环氧树脂。双酚F型环氧树脂黏度是双酚A型环氧树脂的1/4左右,使双酚F环氧树脂在使用过程中可以少加甚至不加溶剂和活性稀释剂,了生产过程中易然易爆的危险,减少了环境污染。并且可低温固化,拓展了使用范围,同时发现其力学性能远远优于双酚A环氧树脂。由于双酚F型环氧树脂具有其特的性能,国外环氧树脂主要生产有品种比较的双酚F型环氧树脂产品。国内外有关双酚F环氧树脂的合成及其性能研究的报道也表明双酚F环氧树脂研究开发的重要性。
双酚F作为一种重要的化工中间体,其环氧树脂具有黏度低、易于与固化剂交联、对纤维浸渍性好等优点,能满足大型风电叶片和加工注塑成型要求。此外,双酚F与环氧烷加成即可得到联苯二醇,此后与二元酸反应得到聚酯树脂。该树脂具有粘度低、机械性能好与化学性能等特点,特别适宜制造耐腐材料。双酚F还可加氢制成醇作为耐候性材料的原料、溴化制阻燃剂等。总之,由双酚F参与制造的制品,其耐热、耐水(湿)、绝缘等性能,特别是加工(作业)和力学性能都有显著的提高,因而能满足高分子涂料、电子级环氧树脂、铸塑及浇铸成型、阻燃性材料、大型风电环氧树脂等性能的要求,所以双酚F产品具有较好的开发和应用前景。然而,随着人们对双酚F性能的要求越来越高,目前的产品很难满足人们的需求,需要开发出性能更加优良的双酚F产品。
为了解决上述问题,本发明设计合成了一种新型环氧树脂前质体双酚F,该新型双酚F目前尚未见报道。
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