[发明专利]聚硅氧烷改性聚氨酯-环氧树脂聚合物材料及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及聚硅氧烷改性聚氨酯-环氧树脂聚合物及其制备方法和用途。 

背景技术

随着高分子材料不断推广和应用，对高分子材料的综合性能的要求进一步提高。比如在汽车工业、风扇离合器、电子工业等领域中应用的阻尼材料、疏水性电子封装材料以及医用高分子材料和耐低温材料，要求材料表面能较低，表面疏水性较强，耐候性好，现有的高分子材料不能完全满足要求。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为解决现有的高分子材料表面能、表面疏水性、及耐候性方面的性能不能完全满足汽车工业、风扇离合器、电子工业等领域中应用的阻尼材料、疏水性电子封装材料以及医用高分子材料和耐低温材料的要求，本发明提供一种聚硅氧烷改性聚氨酯-环氧树脂聚合物及其制备方法。用端羟基聚硅氧烷能改善聚氨酯-环氧树脂聚合物材料的表面疏水性；并且改性后的该材料具有较低的表面张力和表面能，能在汽车工业、低温材料、医用材料等方面进行应用，且对环境污染小。 

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是提供一种聚硅氧烷改性聚氨酯-环氧树脂聚合物体系的制备方法，含有下列步骤： 

①将亲水性二官能度或三官能度聚醚、双酚A型环氧树脂和端羟基聚硅氧烷原料干燥，至水分质量百分比均为0.01％以下； 

②将干燥的亲水性二官能度或三官能度聚醚、双酚A型环氧树脂和二异氰酸酯加入反应釜生成聚氨酯-环氧树脂聚合物体系； 

③聚氨酯-环氧树脂聚合物体系中加入端羟基聚硅氧烷反应生成聚硅氧烷-聚氨酯-环氧树脂预聚物体系； 

④在③反应结束前加入固化剂和催化剂，搅拌均匀后倒入模具固化成型。 

其中聚醚、双酚A型环氧树脂、端羟基聚硅氧烷中都含有羟基，二异氰酸酯中含有异氰酸 酯基，羟基均与异氰酸酯基反应；步骤②中聚醚、双酚A型环氧树脂上的羟基均与异氰酸酯基反应，从而把环氧树脂和聚氨酯连接起来，形成性能互补的聚氨酯-环氧树脂聚合物体系；步骤③中，端羟基聚硅氧烷继续与异氰酸酯基反应从而生成聚硅氧烷改性聚氨酯-环氧树脂聚合物。聚硅氧烷可以提高聚合物的耐候性和疏水性等。 

按照上述方案研究出一种工艺过程和工艺条件： 

①将亲水性二官能度或三官能度聚醚、双酚A型环氧树脂和端羟基聚硅氧烷原料干燥，至水分质量百分比均为0.01％以下； 

②将干燥的亲水性二官能度或三官能度聚醚、双酚A型环氧树脂和二异氰酸酯加入反应釜，60-80℃条件下反应3～6小时生成聚氨酯-环氧树脂聚合物体系，双酚A环氧树脂占聚氨酯-环氧树脂聚合物体系质量百分含量的5％-50％； 

③加入端羟基聚硅氧烷，80～100℃条件下反应1～3小时，制得聚硅氧烷-聚氨酯-环氧树脂预聚物体系；其中二异氰酸酯所含异氰酸酯基与聚醚、环氧树脂、聚硅氧烷中所含羟基总数的摩尔比为1.2～2.5/1；所述的端羟基聚硅氧烷占聚硅氧烷-聚氨酯-环氧树脂预聚物质量百分含量的5％～40％； 

④聚硅氧烷-聚氨酯-环氧树脂预聚物体系反应结束前加入催化剂和固化剂，搅拌均匀，固化成型。双酚A型环氧树脂还可以发生开环固化反应，两相间会产生更为复杂的交联立体网络结构。 

所述的聚醚为：聚醚N330、聚醚2000。 

所述的二异氰酸酯为二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯、甲苯-2，4-二异氰酸酯。 

所述的端羟基聚硅氧烷，分子量M在1000-100000。 

所述的环氧树脂是双酚A型环氧树脂E-44或E-51。 

所述的催化剂为二月桂酸二异丁锡、辛酸亚锡，质量是聚硅氧烷-聚氨酯-环氧树脂预聚物体系的0.01％～2％。 

所述的固化剂为二乙醇胺、乙醇胺或它们的混合物，质量是聚硅氧烷-聚氨酯-环氧树脂预聚物体系质量百分比的0.2％～5％。固化剂太少时，固化成型慢；而太多则凝胶过快，不能成型，造成加工操作困难。 

所述催化剂、固化剂所用的溶剂是乙酸乙酯、2-丁酮或它们的混合物，其加入质量是催化剂、固化剂质量的5％～20％。