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TWI583715B - 環氧樹脂寡聚物 - Google Patents

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TWI583715B
TWI583715B TW105111321A TW105111321A TWI583715B TW I583715 B TWI583715 B TW I583715B TW 105111321 A TW105111321 A TW 105111321A TW 105111321 A TW105111321 A TW 105111321A TW I583715 B TWI583715 B TW I583715B
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簡辰翰
曾宇璨
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上緯企業股份有限公司
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Description

環氧樹脂寡聚物
本發明是有關於一種寡聚物，且特別是有關於一種環氧樹脂寡聚物。
由於科技蓬勃發展，對環境的衝擊越來越嚴重，能源的節省及再利用成為了人們重視的話題。
近年來，用以取代金屬材料的輕量化複合材料成為備受重視的新能源材料。一般而言，複合材料因其所使用的樹脂不同，可分為熱固型複合材料或熱塑型複合材料。雖然熱固型複合材料有很強的機械性質及高耐化性，且市場上已經有成熟的加工工藝，但卻因所製得的成品無法回收且無法進行二次加工，而存在會對環境造成影響的缺點，因而與目前全球漸受重視的環境保護意識相互違背。
基於此，同樣具有高機械性能且所製得的成品具有可回收性的熱塑型複合材料的發展備受矚目。目前，發展熱塑型複合材料存在的最大難題為樹脂難以和纖維進行有效的含浸(impregnation)。為解決所述難題，目前業界有三種解決方案： 高溫熱熔法(Hotmelt Impregnation)、溶劑法(Solvent Impregnation)及原位聚合法(In situ Polymerization)，其中以原位聚合法較具發展性，因為此方法不但具有含浸效果良好、耗能低的優點，還可使用在不同的成型工藝上，如預浸布、Vacuum Assisted Resin Transfer Molding(VARTM)、拉擠工法、纏繞工法等。然而，原位聚合法仍存有分子量分佈難以控制，產品的機械性質較不穩定，及聚合物前驅物通常具有高揮發性及惡臭等的缺點。
有鑑於此，本發明提供一種環氧樹脂寡聚物，其具有反應性，且當應用於原位聚合法，能夠在較低含浸溫度下即達成良好的含浸效果，解決分子量難以控制的問題及避免製程中產生惡臭。
本發明的環氧樹脂寡聚物至少由第一反應物及第二反應物進行反應而得，且分子量介於3000至9000之間，其中第一反應物及第二反應物的莫爾比例介於1：0.9至0.9：1之間，且第一反應物及第二反應物分別皆為具有兩個可聚合基團的化合物。
基於上述，本發明所提出的環氧樹脂寡聚物透過至少由第一反應物及第二反應物進行反應而得，且分子量介於3000至9000之間，其中第一反應物及第二反應物的莫爾比例介於1：0.9至0.9：1之間，且第一反應物及第二反應物分別皆為具有兩個可 聚合基團的化合物，使得環氧樹脂寡聚物具有反應性，且當應用於原位聚合法，能夠在較低含浸溫度下即達成良好的含浸效果，解決分子量分佈難以控制的問題及避免製程中產生惡臭。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施方式作詳細說明如下。
在本文中，由「一數值至另一數值」表示的範圍，是一種避免在說明書中一一列舉該範圍中的所有數值的概要性表示方式。因此，某一特定數值範圍的記載，涵蓋該數值範圍內的任意數值以及由該數值範圍內的任意數值界定出的較小數值範圍，如同在說明書中明文寫出該任意數值和該較小數值範圍一樣。
此外，在本文中，如果沒有特別指明某一基團是否經過取代，則該基團可表示經取代或未經取代的基團。例如，「烷基」可表示經取代或未經取代的烷基。另外，對某一基團冠以「CX」來描述時，表示該基團的主鏈具有X個碳原子。
再者，在本文中，有時以鍵線式(skeleton formula)表示化合物結構。這種表示法可以省略碳原子、氫原子以及碳氫鍵。當然，結構式中有明確繪出官能基的，則以繪示者為準。
為了製備出具有反應性且適合應用於原位聚合法並作為聚合物前驅物的環氧樹脂寡聚物，本發明提出一種環氧樹脂寡聚物，其可達到上述優點。詳細而言，所述環氧樹脂寡聚物至少由第一反應物及第二反應物進行反應而得，且分子量介於3000至9000之間，其中第一反應物及第二反應物的莫爾比例介於1：0.9至0.9：1之間，且第一反應物及第二反應物分別皆為具有兩個可聚合基團的化合物。以下，特舉實施方式詳細描述本發明的環氧樹脂寡聚物，以作為本發明確實能夠據以實施的範例。
本發明的第一實施方式提供一種環氧樹脂寡聚物，其至少由第一反應物及第二反應物進行反應而得，且其分子量介於3000至9000之間，其中第一反應物及第二反應物的莫爾比例介於1：0.9至0.9：1之間，較佳為1：1，且第一反應物及第二反應物分別皆為具有兩個可聚合基團的化合物。也就是說，在本實施方式中，用以形成環氧樹脂寡聚物的組成物至少包括第一反應物及第二反應物。
詳細而言，在本實施方式中，所述第一反應物為雙官能基環氧樹脂，以及所述第二反應物為含雙活性氫的胺類化合物。也就是說，在本實施方式中，第一反應物及第二反應物的可聚合基團分別是環氧基團及具有單一活性氫的胺基團。
進一步而言，在本實施方式中，透過第一反應物為雙官能基環氧樹脂以及第二反應物為含雙活性氫的胺類化合物，第一反應物中的環氧基團會與第二反應物中的活性氫進行加成聚合反 應，而形成呈條狀的環氧樹脂寡聚物。也就是說，在本實施方式中，環氧樹脂寡聚物屬於熱塑型環氧樹脂寡聚物。
具體而言，在本實施方式中，第一反應物選自以下式(1)至式(4)所表示的化合物中的至少一者：
其中X1為C4~C18烷基；X2至X21各自獨立為氫原子、磷原子、C1~C18烷基或鹵素；Y為硫原子、氧原子或碳原子；以及n為0~20。也就是說，在本實施方式中，第一反應物可採用單一種雙官能基環氧樹脂或多種雙官能基環氧樹脂。
另外，作為第一反應物，亦可使用各種市售產品。適合用作第一反應物之市售產品的實例包括：BE-188(由長春化工公司生產)、NPEB-310(由南亞塑膠工業股份有限公司(Nanya Plastics Corporation)生產)或1,4BDGE(由國都化學有限公司(KUKDO Chemical Co.,LTD)生產)。另外，在本實施方式中，第一反應物的環氧當量例如是介於150g/mol至1000g/mol之間。
另外，在本實施方式中，第二反應物選自以下式(5)至式(7)所表示的化合物中的至少一者：
其中Ra為C1~C20烷基、C5~C12環烷基、C6~C18芳基或C6~C20芳烷基；Rb為C1~C20的烷基或C5~C12芳基；以及Rc為C1~C20烷基。也就是說，在本實施方式中，第二反應物可採用單一種含雙活性氫的胺類化合物或多種含雙活性氫的胺類化合物。另外，在本實施方式中，第二反應物作為硬化劑。
另外，在本實施方式中，透過第一反應物選自上述式(1)至式(4)所表示的化合物中的至少一者以及第二反應物選自上述式(5)至式(7)所表示的化合物中的至少一者，環氧樹脂寡聚物能夠在無溶劑的狀態下形成。詳細而言，在本實施方式中，第一反應物為液體或在加熱及添加入硬化劑後會變成膏狀物質(即高黏度液體)的固體，而第二反應物為液體或固體，較佳為液體。換言之， 在本實施方式中，不論第二反應物是液體或固體，透過使用屬於液體環氧樹脂的第一反應物，環氧樹脂寡聚物皆能夠在不加入溶劑的狀態下獲得。如此一來，在本實施方式中，在製備環氧樹脂寡聚物的過程中毋須使用對環境有害的有機溶劑，而具有對環境友善的優點。
另外，在一實施方式中，第一反應物及第二反應物可在室溫下進行反應。如此一來，與習知在高溫(通常為100℃至160℃)下直接以單體成長聚合物的方法相比，在本實施方式之環氧樹脂寡聚物的製備過程中，具有揮發性的含雙活性氫的胺類化合物較不易揮發，從而使得製程較為乾淨、無惡臭味及環保。另外，由於環氧樹脂寡聚物中已不存有具揮發性的低分子化合物，故即使將環氧樹脂寡聚物於高溫下再進行聚合反應，製程中也不會產生惡臭。也就是說，本實施方式的環氧樹脂寡聚物在製備過程中及應用過程中都可避免產生惡臭味。
另外，在本實施方式中，環氧樹脂寡聚物在室溫下為固體。此表示，在本實施方式中，第一反應物與第二反應物間持續進行的反應會在環氧樹脂寡聚物轉變為固體時即停止，這是因為第一反應物及第二反應物可在室溫下進行反應，如前文所述。進一步而言，在本實施方式中，由於第一反應物及第二反應物的莫爾比例是介於1：0.9至0.9：1之間，故當環氧樹脂寡聚物轉變為固體而第一反應物與第二反應物間的反應停止時，環氧樹脂寡聚物中仍存有可聚合基團。鑑於前述可知，在本實施方式中，在室 溫下，環氧樹脂寡聚物即為具有反應性且分子量介於3000至9000之間的固體環氧樹脂寡聚物。另外，由於本實施方式的環氧樹脂寡聚物在室溫下為固體，故其具有良好的保存性。
另外，在本實施方式中，視需要，用以形成環氧樹脂寡聚物的組成物中可更包括添加劑。也就是說，環氧樹脂寡聚物可至少由第一反應物、第二反應物及添加劑進行反應而得。詳細而言，在本實施方式中，以第一反應物、第二反應物以及添加劑的總重量計，添加劑的使用量例如是大於0且小於或等於5wt%。另外，所述添加劑例如包括耐紫外光劑、耐黃劑、耐燃劑、增韌劑、塑化劑或耐磨性添料。當然，在本實施方式中，用以形成環氧樹脂寡聚物的組成物中也可不包括添加劑。
本發明的第二實施方式也提供一種環氧樹脂寡聚物，其至少由第一反應物及第二反應物進行反應而得，且其分子量介於3000至9000之間，其中第一反應物及第二反應物的莫爾比例介於1：0.9至0.9：1之間，較佳為1：1，且第一反應物及第二反應物分別皆為具有兩個可聚合基團的化合物。也就是說，在本實施方式中，用以形成環氧樹脂寡聚物的組成物至少包括第一反應物及第二反應物。
詳細而言，在本實施方式中，所述第一反應物為雙官能基環氧樹脂，以及所述第二反應物為雙酚類化合物。也就是說，在本實施方式中，第一反應物及第二反應物的可聚合基團分別是環氧基團及氫氧基團。
進一步而言，在本實施方式中，透過第一反應物為雙官能基環氧樹脂以及第二反應物為雙酚類化合物，第一反應物中的環氧基團會與第二反應物中的氫氧基團進行加成聚合反應，而形成呈條狀的環氧樹脂寡聚物。也就是說，在本實施方式中，環氧樹脂寡聚物屬於熱塑型環氧樹脂寡聚物。
具體而言，在本實施方式中，第一反應物選自以下式(1)至式(4)所表示的化合物中的至少一者：
其中X1為C4~C18烷基；X2至X21各自獨立為氫原子、磷原子、C1~C18烷基或鹵素；以及Y為硫原子、氧原子或碳原子；以及n為0~20。也就是說，在本實施方式中，第一反應物可採用單一種雙官能基環氧樹脂或多種雙官能基環氧樹脂。
另外，作為第一反應物，亦可使用各種市售產品。適合用作第一反應物之市售產品的實例包括：BE-188(由長春化工公司生產)、NPEB-310(由南亞塑膠工業股份有限公司(Nanya Plastics Corporation)生產)或1,4BDGE(由國都化學有限公司(KUKDO Chemical Co.,LTD)生產)。另外，在本實施方式中，第一反應物的環氧當量例如是介於150g/mol至1000g/mol之間。
另外，在本實施方式中，第二反應物選自以下式(8)至式(9)所表示的化合物中的至少一者：
其中W為C1~C20烷基、C5~C12環烷基或芴基；以及X為C1~C20烷基、氫原子或鹵素。也就是說，在本實施方式中，第二反應物可採用單一種雙酚類化合物或多種雙酚類化合物。另外，在本實施方式中，第二反應物作為擴鏈劑。
另外，在本實施方式中，透過第一反應物選自上述式(1)至式(4)所表示的化合物中的至少一者以及第二反應物選自上述式(8)至式(9)所表示的化合物中的至少一者，環氧樹脂寡聚物能夠在無溶劑的狀態下形成。詳細而言，在本實施方式中，第一反應物 為液體或在加熱及添加入硬化劑後會變成膏狀物質(即高黏度液體)的固體，而第二反應物為液體或固體，較佳為液體。換言之，在本實施方式中，不論第二反應物是液體或固體，透過使用屬於液體環氧樹脂的第一反應物，環氧樹脂寡聚物皆能夠在不加入溶劑的狀態下獲得。如此一來，在本實施方式中，在製備環氧樹脂寡聚物的過程中毋須使用對環境有害的有機溶劑，而具有對環境友善的優點。
另外，在一實施方式中，第一反應物及第二反應物可在溫度介於60℃至120℃下進行反應。如此一來，與習知在高溫(通常為100℃至160℃)下直接以單體成長聚合物的方法相比，在本實施方式之環氧樹脂寡聚物的製備過程中，具有揮發性的雙酚類化合物較不易揮發，從而使得製程較為乾淨、無惡臭味及環保。另外，由於環氧樹脂寡聚物中已不存有具揮發性的低分子化合物，故即使將環氧樹脂寡聚物於高溫下再進行聚合反應，製程中也不會產生惡臭。也就是說，本實施方式的環氧樹脂寡聚物在製備過程中及應用過程中都可避免產生惡臭味。
另外，在本實施方式中，環氧樹脂寡聚物在室溫下為固體。也就是說，本實施方式的環氧樹脂寡聚物具有良好的保存性。另外，如前文所述，在本實施方式中，第一反應物及第二反應物可在溫度介於60℃至120℃下進行反應，因此在反應的過程中，可透過將製程溫度降至室溫，以獲得呈固體的環氧樹脂寡聚物。值得一提的是，當環氧樹脂寡聚物轉變為固體時，第一反應物與 第二反應物間持續進行的反應會停止。進一步而言，在本實施方式中，由於第一反應物及第二反應物的莫爾比例是介於1：0.9至0.9：1之間，故當第一反應物與第二反應物間的反應停止時，環氧樹脂寡聚物中仍存有可聚合基團。鑑於前述可知，在本實施方式中，在室溫下，環氧樹脂寡聚物即為具有反應性且分子量介於3000至9000之間的固體環氧樹脂寡聚物。
另外，在本實施方式中，就促進反應性的觀點而言，用以形成環氧樹脂寡聚物的組成物中可更包括催化劑。也就是說，環氧樹脂寡聚物可至少由第一反應物、第二反應物及催化劑進行反應而得。詳細而言，在本實施方式中，以第一反應物、第二反應物以及催化劑的總重量計，催化劑的使用量為0.01wt%至3wt%。另外，催化劑例如包括路易斯鹼或有機鹼，其中路易斯鹼例如可列舉：磷酸三丁基酯(tributyl phosphate)、磷酸三苯酯(triphenyl phosphate，TPP)、三乙基碳酸氫銨(triethylammonium bicarbonate)，有機鹼例如可列舉：四甲基氫氧化銨(tetramethylammonium hydroxide)、膦氮烯(phosphazene)、砒啶(pyridine)。
另外，在本實施方式中，在用以形成環氧樹脂寡聚物的組成物中包括催化劑的情況下，視需要，所述組成物中可更包括添加劑。也就是說，環氧樹脂寡聚物可至少由第一反應物、第二反應物、催化劑及添加劑進行反應而得。詳細而言，在本實施方式中，以第一反應物、第二反應物、催化劑以及添加劑的總重量 計，添加劑的使用量為大於0且小於或等於5wt%。另外，所述添加劑例如包括耐紫外光劑、耐黃劑、耐燃劑、增韌劑、塑化劑或耐磨性添料。當然，在本實施方式中，用以形成環氧樹脂寡聚物的組成物中也可不包括添加劑。
值得說明的是，如前文所述，任一種前述實施方式中的環氧樹脂寡聚物在室溫下為具有反應性且分子量介於3000至9000之間的固體環氧樹脂寡聚物，藉此使得環氧樹脂寡聚物適用於原位聚合法，且可使用在不同的成型工藝上，例如預浸布、熱模壓成型法、Vacuum Assisted Resin Transfer Molding(VARTM)、拉擠工法、纏繞工法等。詳細而言，由於環氧樹脂寡聚物的分子量(即3000至9000)是介於反應單體與高分子聚合物之間，故不須使用太高的溫度進行加熱其黏度就會大幅下降，其中加熱溫度例如是100℃至160℃。如此一來，當進行原位聚合法時，環氧樹脂寡聚物能夠有效的含浸至纖維內，而使得所獲得的複合材料具有良好的機械強度。
另外，在一實施方式中，環氧樹脂寡聚物進行原位聚合法後會形成分子量約介於40000至100000之間的高分子聚合物。詳細而言，如前文所述，由於任一種前述實施方式中的環氧樹脂寡聚物屬於熱塑型環氧樹脂寡聚物，故聚合所形成的高分子聚合物亦屬於熱塑型高分子聚合物。
另外，由於環氧樹脂寡聚物在室溫下為固體，故在進行原位聚合法前，可透過將環氧樹脂寡聚物粉碎成粉末，以獲得分 子量分佈更為均勻的粉末狀環氧樹脂寡聚物，其中粉碎的方式例如包括使用粉碎機、研磨機、切碎機進行粉碎。如此一來，當使用粉末狀環氧樹脂寡聚物進行原位聚合法時，所獲得的高分子聚合物能夠具有更為平均的分子量分佈，進而解決習知原位聚合法面臨的分子量分佈難以控制的問題。
從另一觀點而言，由於環氧樹脂寡聚物可以粉末的形式使用，故進行原位聚合法時，可透過靜電噴灑的方式將環氧樹脂寡聚物塗佈在纖維上。也就是說，本發明的環氧樹脂寡聚物可使用現有的粉末含浸製程來進行複合材料的製作。
另外，由於環氧樹脂寡聚物具有反應性，故在高溫下其黏度大幅下降後會急遽上升。基於此，發明人發現透過先將纖維在100℃至160℃下進行預熱後，再將粉末狀環氧樹脂寡聚物塗佈至纖維上，藉此能夠使含浸時間控制在1分鐘以內，並達成優異的含浸效果。
下文將參照實施例1至實施例4及比較例1，更具體地描述本發明的特徵。雖然描述了以下實施例，但是在不逾越本發明範疇之情況下，可適當地改變所用材料、其量及比率、處理細節以及處理流程等等。因此，不應由下文所述之實施例對本發明作出限制性地解釋。
實施例1
環氧樹脂寡聚物的製備
在室溫下，將50g(0.135mole)的BE-188環氧樹脂(由長春化工公司生產)與13.2g(0.150mole)的環己胺加入100ml的圓底反應瓶中。接著，在室溫下，充分攪拌混合並反應6小時，以得到為硬脆固體的實施例1的環氧樹脂寡聚物，其中分子量為5000±500。
複合材料的製備
首先，使用粉碎機(設備名稱RT-04A，由榮聰精密科技有限公司(Rong Tsong Precision Technology Co)製造)將20g的實施例1的環氧樹脂寡聚物粉碎成粉末。接著，取長寬尺寸為30cm×30cm的碳纖維(型號為3K woven；由台塑關係企業-台麗朗事業部製造；纖維單位面積重量(Fiber Areal Weight，FAW)為200g/m2)，於160℃的加熱板上預熱5分鐘。之後，將所得粉末均勻塗佈在碳纖維上，並持溫10分鐘，其中粉末在1至5秒內即溶化並含浸於碳纖維內。接著，將溫度冷卻至室溫後得到實施例1的複合材料，其中高分子聚合物的分子量落在40000至60000內。
實施例2
環氧樹脂寡聚物的製備
室溫下，將50g(0.135mole)的BE-188環氧樹脂(由長春化工公司生產)與16.2g(0.134mole)的3,4-二甲基苯胺加入100ml的圓底反應瓶中。接著，充分攪拌混合並進行反應24小時，以得到為硬脆固體的實施例2的環氧樹脂寡聚物，其中分子量為 5000±500。
複合材料的製備
首先，使用粉碎機(設備名稱RT-04A，由榮聰精密科技有限公司製造)將20g的實施例2的環氧樹脂寡聚物粉碎成粉末。接著，取長寬尺寸為30cm×30cm的碳纖維(型號為3K woven；由台塑關係企業-台麗朗事業部製造；FAW為200g/m2)，於160℃的加熱板上預熱5分鐘。之後，將所得粉末均勻塗佈在碳纖維上，並持溫1小時，其中粉末在1至5秒內即溶化並含浸於碳纖維內。接著，將溫度冷卻至室溫後得到實施例2的複合材料，其中高分子聚合物的分子量落在70000至100000內。
實施例3
環氧樹脂寡聚物的製備
室溫下，將50g(0.135mole)的BE-188環氧樹脂(由長春化工公司生產)與30.5g(0.134mole)的雙酚A(Bisphenol A)加入100ml的圓底反應瓶中。之後，將溫度加熱至120℃，並持續攪拌半小時至雙酚A完全溶解。接著，將所得混合物降溫至60℃後，加入0.1g的氫氧化四甲胺，並持續攪拌半小時。之後，將溫度降至室溫並靜置24小時後得到實施例3的環氧樹脂寡聚物，其中分子量為8000±500。
複合材料的製備
首先，使用粉碎機(設備名稱RT-04A，由榮聰精密科技 有限公司製造)將20g的實施例3的環氧樹脂寡聚物粉碎成粉末。接著，取長寬尺寸為30cm×30cm的碳纖維(型號為3K woven；由台塑關係企業-台麗朗事業部製造；FAW為200g/m2)，於160℃的加熱板上預熱5分鐘。之後，將所得粉末均勻塗佈在碳纖維上，並持溫1小時，其中粉末在2至10秒內即溶化並含浸於碳纖維內。接著，將溫度冷卻至室溫後得到實施例3的複合材料，其中高分子聚合物的分子量落在40000至60000內。
實施例4
複合材料的製備
首先，使用粉碎機(設備名稱RT-04A，由榮聰精密科技有限公司製造)將14.73g的實施例1的環氧樹脂寡聚物粉碎成粉末。接著，取長寬尺寸為30cm×30cm的單軸向碳纖維(型號為Tairyfil TC-35R；由台塑關係企業-台麗朗事業部製造；FAW為200g/m2)，於160℃的加熱板上預熱5分鐘。之後，將所得粉末均勻塗佈在碳纖維上，並持溫5分鐘，其中粉末在1至5秒內即溶化並含浸於碳纖維內。接著，將溫度冷卻至室溫後得到實施例4的複合材料，其中複合材料的樹脂含量(resin content，RC)為45%，且高分子聚合物的分子量落在40000至60000內。
比較例1
複合材料的製備
將熱固型環氧樹脂(型號為2552；由上緯企業股份有限公司製造)含浸至長寬尺寸為30cm×30cm的單軸向碳纖維(型號為Tairyfil TC-35R；由台塑關係企業-台麗朗事業部製造)內，以得到比較例1的複合材料，其中複合材料的RC為45%。
之後，分別對實施例1-4及比較例1的複合材料進行玻璃轉化溫度的測定，分別對實施例4及比較例1的複合材料進行0°拉伸強度、0°拉伸模量、0°彎曲強度、0°彎曲模量及短樑剪切強度的測定，以及分別對實施例4的複合材料進行0°壓縮強度及0°壓縮模量的測定。前述測定的說明如下，且測定的結果顯示於表1中。
〈玻璃轉化溫度的測定〉
首先，將實施例1-4及比較例1的複合材料分別製作成五個測試樣品。接著，使用掃描式熱差分析儀(differential scanning calorimeter，DSC)(由TA儀器(TA Instruments)提供，設備名為DSC-Q20)，在氮氣環境以及升溫速度設定為10℃/min的條件下，將該些測試樣品從20℃升溫150℃，並將損失正切(tanδ)變化率達到最大時所量測到的溫度作為玻璃轉化溫度(℃)。一般而言，玻璃轉化溫度的數值越大表示熱穩定性越好。
〈0°拉伸強度的測定〉
首先，將實施例4及比較例1的複合材料分別製作成五 個試片。接著，依據ASTM D3039的試驗規範分別量測實施例4的五個試片及比較例1的五個試片的0°拉伸強度。一般而言，0°拉伸強度的數值越大表示機械強度越佳。
〈0°拉伸模量的測定〉
首先，將實施例4及比較例1的複合材料分別製作成五個試片。接著，依據ASTM D3039的試驗規範分別量測實施例4的五個試片及比較例1的五個試片的0°拉伸模量。一般而言，0°拉伸模量的數值越大表示機械強度越佳。
〈0°彎曲強度的測定〉
首先，將實施例4及比較例1的複合材料分別製作成五個試片。接著，依據ASTM D790的試驗規範分別量測實施例4的五個試片及比較例1的五個試片的0°彎曲強度。一般而言，0°彎曲強度的數值越大表示機械強度越佳。
〈0°彎曲模量的測定〉
首先，將實施例4及比較例1的複合材料分別製作成五個試片。接著，依據ASTM D790的試驗規範分別量測實施例4的五個試片及比較例1的五個試片的0°彎曲模量。一般而言，0°彎曲模量的數值越大表示機械強度越佳。
〈0°壓縮強度的測定〉
首先，將實施例4的複合材料製作成五個試片。接著，依據ASTM D3410的試驗規範分別量測實施例4的五個試片的0°壓縮強度。一般而言，0°壓縮強度的數值越大表示機械強度越佳。
〈0°壓縮模量的測定〉
首先，將實施例4的複合材料製作成五個試片。接著，依據ASTM D3410的試驗規範分別量測實施例4的五個試片的0°壓縮模量。一般而言，0°壓縮模量的數值越大表示機械強度越佳。
〈短樑剪切強度的測定〉
首先，將實施例4及比較例1的複合材料分別製作成五個試片。接著，依據ASTM D2344的試驗規範分別量測實施例4的五個試片及比較例1的五個試片的短樑剪切強度。一般而言，短樑剪切強度的數值越大表示機械強度越佳。
由表1可知，實施例4的複合材料的0°拉伸強度大約是比較例1的複合材料的0°拉伸強度的77%；實施例4的複合材料的0°拉伸模量大約是比較例1的複合材料的0°拉伸模量的90%；實施例4的複合材料的0°彎曲強度大約是比較例1的複合材料的0°彎曲強度的94%；實施例4的複合材料的0°彎曲模量大約是比較例1的複合材料的0°彎曲模量的80%；實施例4的複合材料的短樑剪切強度大約是比較例1的複合材料的短樑剪切強度的65%。此結果證實，在以原位聚合法製備複合材料的過程中，實施例4的環氧樹脂寡聚物能夠在較低的含浸溫度下達成良好的含浸效果。
另外，雖然未對實施例1-3的複合材料進行0°拉伸強度、0°拉伸模量、0°彎曲強度、0°彎曲模量、0°壓縮強度、0°壓縮模量及短樑剪切強度的測定，但根據實施例4及比較例1的複合材料的測定結果，領域中具有通常知識者應理解實施例1-3的環氧樹脂寡聚物也能夠在較低的含浸溫度下達成良好的含浸效果，因而實施例1-3的複合材料亦具有良好的機械強度。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (15)

  1. 一種環氧樹脂寡聚物，其至少由第一反應物及第二反應物進行反應而得，其重量平均分子量介於3000至9000之間，且其為熱塑型環氧樹脂寡聚物，其中所述第一反應物及所述第二反應物的莫爾比例介於1：0.9至0.9：1之間，且所述第一反應物及所述第二反應物分別皆為具有兩個可聚合基團的化合物，其中所述第一反應物為雙官能基環氧樹脂，以及所述第二反應物為含雙活性氫的胺類化合物。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的環氧樹脂寡聚物，其中所述環氧樹脂寡聚物在室溫下為固體。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的環氧樹脂寡聚物，其中所述第一反應物選自以下式(1)至式(4)所表示的化合物中的至少一者： 其中X1為C4~C18烷基；X2至X21各自獨立為氫原子、磷原子、C1~C18烷基或鹵素；Y為硫原子、氧原子或碳原子；以及n為0~20。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的環氧樹脂寡聚物，其中所述第一反應物的環氧當量介於150g/mol至1000g/mol之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的環氧樹脂寡聚物，其中所述第二反應物選自以下式(5)至式(7)所表示的化合物中的至少一者： 其中Ra為C1~C20烷基、C5~C12環烷基、C6~C18芳基或C6~C20芳烷基；Rb為C1~C20的烷基或C5~C12芳基；以及Rc為C1~C20烷基。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的環氧樹脂寡聚物，其中所述環氧樹脂寡聚物至少由所述第一反應物、所述第二反應物以及添加劑進行反應而得，其中以所述第一反應物、所述第二反應物以及所述添加劑的總重量計，所述添加劑的使用量為大於0且小於或等於5wt%。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的環氧樹脂寡聚物，其中所述添加劑包括耐紫外光劑、耐黃劑、耐燃劑、增韌劑、塑化劑或耐磨性添料。
  8. 一種環氧樹脂寡聚物，其至少由第一反應物、第二反應物以及催化劑進行反應而得，其重量平均分子量介於3000至9000之間，且其為熱塑型環氧樹脂寡聚物，其中所述第一反應物及所述第二反應物的莫爾比例介於1：0.9至0.9：1之間，且所述第一反應物及所述第二反應物分別皆為具有兩個可聚合基團的化合物，其中所述第一反應物為雙官能基環氧樹脂，所述第二反應物為雙酚類化合物。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的環氧樹脂寡聚物，其中所述第一反應物選自以下式(1)至式(4)所表示的化合物中的至少一者： 其中X1為C4~C18烷基；X2至X21各自獨立為氫原子、磷原子、C1~C18烷基或鹵素；Y為硫原子、氧原子或碳原子；以及n為0~20。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的環氧樹脂寡聚物，其中所述第一反應物的環氧當量介於150g/mol至1000g/mol。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的環氧樹脂寡聚物，其中所述第二反應物選自以下式(8)至式(9)所表示的化合物中的至少一者： 其中W為C1~C20烷基、C5~C12環烷基或芴基；以及X為C1~C20烷基、氫原子或鹵素。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的環氧樹脂寡聚物，其中所述催化劑包括路易斯鹼或有機鹼。
  13. 如申請專利範圍第8項所述的環氧樹脂寡聚物，其中所述環氧樹脂寡聚物至少由所述第一反應物、所述第二反應物、所述催化劑以及添加劑進行反應而得，其中以所述第一反應物、所述第二反應物、所述催化劑以及所述添加劑的總重量計，所述添加劑的使用量為大於0且小於或等於5wt%。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的環氧樹脂寡聚物，其中所述添加劑包括耐紫外光劑、耐黃劑、耐燃劑、增韌劑、塑化劑或耐磨性添料。
  15. 如申請專利範圍第8項所述的環氧樹脂寡聚物，其中以所述第一反應物、所述第二反應物以及所述催化劑的總重量計，所述催化劑的使用量為0.01wt%至3wt%。
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