CN106349460A - 一种耐高温有机硅改性环氧树脂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子功能材料领域，公开了一种耐高温有机硅改性环氧树脂及其制备方法。所述制备方法为：按重量份计，将10～25份有机硅中间体、15～60环氧树脂、25～75溶剂依次加入到反应器中，搅拌并加热升温到70～80℃，待其混合均匀后，加入催化剂，然后加热升温到95～185℃反应2～8h，降温后得到所述耐高温有机硅改性环氧树脂。本发明制备工艺简单，所制备的有机硅改性环氧树脂具有耐高温、耐紫外老化、硬度高、储存稳定性好等特性。

Description

一种耐高温有机硅改性环氧树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子功能材料领域，具体涉及一种耐高温有机硅改性环氧树脂及其制备方法。
背景技术
环氧树脂是指含有两个或两个以上环氧基团，并能通过环氧基团反应形成有用的热固性的高分子材料，它具有优异的电气性能、优良的附着力、较好的力学性能、良好的耐腐蚀性和耐化学药品性，在电子电气、机械加工、土木建筑、航空航天等众多领域有着广泛的应用。但是，环氧树脂由于碳-碳键、碳-氧键键能较低，高温下易分解，经紫外光照射后，易降解断链，严重限制了环氧树脂的应用。
有机硅树脂由于Si-O的键能为460kJ/mol，使得有机硅树脂具有优异的耐热性能，同时硅树脂还具有良好的耐候性、耐紫外老化、表面能低等优点。通过有机硅树脂的活性基团与环氧树脂的活性基团进行反应，实现环氧树脂的化学改性，制备的有机硅改性环氧树脂具有耐高温、耐紫外老化等特性。
专利CN101525466和专利CN101085855用环氧树脂、有机硅树脂通过简单物理混合得到有机硅环氧树脂组合物。此组合物具有优良的抗紫外、抗高温性能，但是存在严重的相容性问题，同时主链上缺少有机硅链，对环氧树脂的性能改善有限。化学改性能很好地解决相容性问题。专利CN10253255A利用线性结构的有机硅树脂对环氧树脂进行化学改性，解决了两者之间相容性不好的问题，但是此制备方法，温度低时，反应时间长；温度高时，有机硅又会发生自身缩聚反应。
发明内容
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种耐高温有机硅改性环氧树脂的制备方法。
本发明的另一目的在于提供一种通过上述方法制备得到的耐高温有机硅改性环氧树脂。
本发明目的通过以下技术方案实现：
一种耐高温有机硅改性环氧树脂的制备方法，包括如下制备步骤：
按重量份计，将10～25份有机硅中间体、15～60环氧树脂、25～75溶剂依次加入到反应器中，搅拌并加热升温到70～80℃，待其混合均匀后，加入催化剂，然后加热升温到95～185℃反应2～8h，降温后得到所述耐高温有机硅改性环氧树脂。
所述有机硅中间体选自如下结构通式的化合物：
其中X和Y相同或不同，选自C1～C6的直链或支链烷基或苯基；
其中R’和R”相同或不同，选自H、CH3或CH3CH2。
优选地，所述有机硅中间体为瓦克IC-368、瓦克SY-231、瓦克SY-300、道康宁RSN-6018、道康宁LX-0301中的至少一种；更优选道康宁RSN-6018。
优选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E20、E21、E42、E44、E51中的至少一种；更优选为双酚A型环氧树脂E20。
优选地，所述的溶剂为甲苯、二甲苯、丁酮、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的至少一种；更优选为环己酮与乙酸丁酯的混合物。
优选地，所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、环烷酸锌、硝酸、水杨酸、四甲基氢氧化铵中的至少一种；更优选为环烷酸锌。
本发明所述的有机硅改性环氧树脂的反应原理图如图1所示。
一种耐高温有机硅改性环氧树脂，通过上述方法制备得到。
相对于现有技术，本发明具有如下优点及有益效果：
(1)本发明提供的制备方法，仅仅需要一步即可完成，反应快速、高效，工艺简单，条件易于控制；
(2)本发明提供的有机硅中间体，苯基含量高，提高了有机硅组分的溶解度参数，增加了与环氧树脂的相容性，使得产品具有很好的储存稳定性；同时，高含量的苯基也提高了产品的耐温性能；
(3)本发明制备的有机硅改性环氧树脂，除了耐高温、储存稳定性好外，还具有耐紫外老化、硬度高等特点，给予基材多重保护。
附图说明
图1为本发明所述有机硅改性环氧树脂的反应原理图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
以下实施例测试结果参照以下测试标准：
色漆和清漆铅笔法测定漆膜硬度，GB/T 6739-2006；
色漆和清漆漆膜的划格实验测定漆膜附着力，GB/T 9286-1998。
实施例1
取10g有机硅中间体道康宁RSN-6018，15g环氧树脂E20，25g环己酮与乙酸丁酯的混合物，依次加入到洁净的500ml四口烧瓶中，缓慢搅拌并加热升温到75℃，待其混合均匀后，加入0.05g环烷酸锌，然后加热升温到125℃，反应4.5h，并不断分出反应过程中生成的水，降温得到有机硅改性环氧树脂。
所得产品技术指标：
起始分解温度：320℃；
硬度：5H；
附着力：一级。
实施例2
取10g有机硅中间体道康宁RSN-6018，30g环氧树脂E20，40g环己酮与乙酸丁酯的混合物，依次加入到洁净的500ml四口烧瓶中，缓慢搅拌并加热升温到75℃，待其混合均匀后，加入0.1g环烷酸锌，然后加热升温到145℃，反应5.5h，并不断分出反应过程中生成的水，降温得到有机硅改性环氧树脂。
所得产品技术指标：
起始分解温度：280℃；
硬度：5H；
附着力：一级。
实施例3
取10g有机硅中间体道康宁RSN-6018，45g环氧树脂E20，55g环己酮与乙酸丁酯的混合物，依次加入到洁净的500ml四口烧瓶中，缓慢搅拌并加热升温到75℃，待其混合均匀后，加入0.13g环烷酸锌，然后加热升温到155℃，反应6h，并不断分出反应过程中生成的水，降温得到有机硅改性环氧树脂。
所得产品技术指标：
起始分解温度：240℃；
硬度4H；
附着力：0级。
实施例4
取10g有机硅中间体道康宁RSN-6018，60g环氧树脂E20，70g环己酮与乙酸丁酯的混合物，依次加入到洁净的500ml四口烧瓶中，缓慢搅拌并加热升温到75℃，待其混合均匀后，加入0.14g环烷酸锌，然后加热升温到115℃，反应4h，并不断分出反应过程中生成的水，降温得到有机硅改性环氧树脂。
所得产品技术指标：
起始分解温度：220℃；
硬度：4H；
附着力：0级。
实施例5
按照配制方案取25g有机硅中间体道康宁RSN-6018，15g环氧树脂E20，40g环己酮与乙酸丁酯的混合物，依次加入到洁净的500ml四口烧瓶中，缓慢搅拌并加热升温到75℃，待其混合均匀后，加入0.08g环烷酸锌，然后加热升温到135℃，反应5h，并不断分出反应过程中生成的水，降温得到有机硅改性环氧树脂。
所得产品技术指标：
起始分解温度：360℃；
硬度：5H；
附着力：二级。
实施例6
取20g有机硅中间体道康宁RSN-6018，55g环氧树脂E20，75g环己酮与乙酸丁酯的混合物，依次加入到洁净的500ml四口烧瓶中，缓慢搅拌并加热升温到75℃，待其混合均匀后，加入0.15g环烷酸锌，然后加热升温到170℃，反应7h，并不断分出反应过程中生成的水，降温得到有机硅改性环氧树脂。
所得产品技术指标：
起始分解温度：280℃；
硬度：4H；
附着力：0级。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐高温有机硅改性环氧树脂的制备方法，其特征在于包括如下制备步骤：
按重量份计，将10～25份有机硅中间体、15～60环氧树脂、25～75溶剂依次加入到反应器中，搅拌并加热升温到70～80℃，待其混合均匀后，加入催化剂，然后加热升温到95～185℃反应2～8h，降温后得到所述耐高温有机硅改性环氧树脂。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温有机硅改性环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述有机硅中间体选自如下结构通式的化合物：
其中X和Y相同或不同，选自C1～C6的直链或支链烷基或苯基；
其中R’和R”相同或不同，选自H、CH3或CH3CH2。
3.根据权利要求2所述的一种耐高温有机硅改性环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述有机硅中间体为瓦克IC-368、瓦克SY-231、瓦克SY-300、道康宁RSN-6018、道康宁LX-0301中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温有机硅改性环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E20、E21、E42、E44、E51中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种耐高温有机硅改性环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂E20。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温有机硅改性环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的溶剂为甲苯、二甲苯、丁酮、环己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的一种耐高温有机硅改性环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的溶剂为环己酮与乙酸丁酯的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种耐高温有机硅改性环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、环烷酸锌、硝酸、水杨酸、四甲基氢氧化铵中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的一种耐高温有机硅改性环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的催化剂为环烷酸锌。
10.一种耐高温有机硅改性环氧树脂，其特征在于：通过权利要求1～9任一项所述的方法制备得到。
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