苯乙烯、三聚氰胺改性间苯二酚—环氧树脂的研究与应用

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近年来,轮胎行业发生了重大的结构调整:传统的斜交轮胎生产成功转向了子午线轮胎生产。子午线轮胎生产技术的关键是实现橡胶-钢丝的良好粘合,间苯二酚系列粘合剂是子午线轮胎生产的专用粘合剂。目前,以苯乙烯改性的间苯二酚-双酚A环氧树脂应用最为广泛。苯乙烯可与间苯二酚-双酚A环氧树脂中的游离间苯二酚发生亲电加成反应,辅以高温毛细管真空蒸馏,可使其含量降至1.0%以下,完全消除间苯二酚-双酚A环氧树脂的不良性能。本文从间苯二酚、双酚A环氧树脂的固化反应着手,探讨了苯乙烯改性机理及对树脂性能的影响。苯乙烯可与间苯二酚及树脂体系中的其它活性物发生亲电加成反应。研究认为这一改性会使树脂接受亚甲基的能力减弱。而根据二元体系增强粘合的机理—间苯二酚粘合剂要在粘合过程中接合亚甲基才能增强粘合,由此认为苯乙烯改性削弱了树脂增强粘合的能力。在上述研究的基础上,本文重点研究了三聚氰胺与树脂在高温下进行共融共混的改性机理(IR),发现三聚氰胺的加入可明显消除树脂的吸潮、结块,可赋予树脂较强的抗冲击性能(SEM),并显著地延缓了间苯二酚的升华(TG-IR、DSC);但三聚氰胺用量较高会导致树脂粘度增大,粘合性能下降。而苯乙烯-三聚氰胺改性工艺则融合了上述优点,在n(间苯二酚):n(环氧树脂)为1.8:1.0,三苯基膦用量为1.5g,固化温度为140~160℃,固化时间为2.0h,对甲苯磺酸用量为1.0g,苯乙烯用量为3.1g,改性温度为130~140℃,反应时间2.0h,三聚氰胺用量为2.0g,改性温度为180~190℃,反应时间为3.0h,130~140℃下减压蒸馏2.0h的条件下,得到游离间苯二酚含量为3.23%、软化点在90~99℃、钢丝抽出力为443N/cm~2的树脂。
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