作為精細化的一個重要方向,低粘度環(huán)氧樹脂的研究越來越為業(yè)界重視,最近研究人員又取得了新的成果。
傳統(tǒng)的生產(chǎn)低粘度(低分子量)環(huán)氧樹脂的工藝主要有2種方法。其中用液堿催化的一步工藝法包括3個階段:形成酚鈉鹽,脫鹽形成一縮水甘油醚,再脫鹽形成二縮水甘油醚;以離子催化的二步法包括2個階段:雙酚A與環(huán)氧氯丙烷縮合形成氯醇醚,氯醇醚脫鹽形成二縮水甘油醚。據(jù)中國環(huán)氧樹脂行業(yè)協(xié)會專家介紹,無論使用哪種方法,形成的一縮水甘油醚和二縮水甘油醚都可繼續(xù)與雙酚A、環(huán)氧氯丙烷作用形成高分子量的多縮水甘油醚,所以一方面應(yīng)使醚化中盡量不形成二縮水甘油醚,另一方面應(yīng)使醚化時雙酚A反應(yīng)完全,避免鏈增長的反應(yīng)。合成低分子量環(huán)氧樹脂的環(huán)氧氯丙烷/雙酚A摩爾比的合適范圍在8~13之間,太低時產(chǎn)物粘度增加,但摩爾比超過15后對性能改善不明顯,只是水洗時易于分層。
按理論量計算,1摩爾雙酚A與2摩爾環(huán)氧氯丙烷和2摩爾的氫氧化鈉反應(yīng),生成1摩爾的雙酚A二縮水甘油醚。而國內(nèi)專家用0.5摩爾雙酚A、5摩爾環(huán)氧氯丙烷、1.25摩爾液堿,和適量的三甲基芐基氯化銨、水反應(yīng),先使雙酚A與環(huán)氧氯丙烷縮合醚化后再進行閉環(huán)反應(yīng),得粘度6Pa.s(25℃)、環(huán)氧當量185.2g/eq、總氯含量0.14%的電工用低分子量環(huán)氧樹脂。
兩步法工藝路線改進也取得成效。首先將苯酚、乙胺、甲醛縮合形成酚醛胺基樹脂,再與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)制得酚醛環(huán)氧樹脂。由于最終產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)中含有胺甲基及縮水甘油胺基團,從而降低了樹脂粘度,并改善了產(chǎn)品固化性能。從實驗結(jié)果可以看出,產(chǎn)品粘度在8~10Pa.s(20℃),環(huán)氧值在0.55~0.57%之間,固化物的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度在250℃以上。用糠醛、環(huán)己酮縮合物改性環(huán)氧樹脂,也得到了低粘度、高強度環(huán)氧化學(xué)灌漿料,25℃時粘度為0.05~0.10 Pa.s。