[发明专利]一种耐热自修复聚硅氧烷-环氧树脂复合材料涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种耐热自修复聚硅氧烷-环氧树脂复合材料涂层，其特征在于：所述涂层包括聚硅氧烷和环氧树脂，所述聚硅氧烷为一种结构可控的、含有可反应基团的功能化超支化聚硅氧烷，所述环氧树脂含有热可逆动态化学键。

2.根据权利要求1所述的一种耐热自修复聚硅氧烷-环氧树脂复合材料涂层，其特征在于：所述聚硅氧烷和环氧树脂的质量比为1:0.3～2.5。

3.根据权利要求1所述的一种耐热自修复聚硅氧烷-环氧树脂复合材料涂层，其特征在于：所述热可逆动态化学键为狄尔斯-阿尔德反应形成的可逆化学键。

4.根据权利要求1所述的一种耐热自修复聚硅氧烷-环氧树脂复合材料涂层，其特征在于：所述聚硅氧烷为呋喃功能化超支化聚硅氧烷，其结构式如下：

5.根据权利要求1所述的一种耐热自修复聚硅氧烷-环氧树脂复合材料涂层，其特征在于：所述环氧树脂为具有结构式Ⅰ和/或结构式Ⅱ的化合物：

6.一种权利要求4或5所述的耐热自修复聚硅氧烷-环氧树脂复合材料涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将缩水甘油醚硅烷和2-呋喃甲胺按等摩尔当量加入到无水甲苯中，搅拌均匀，氮气或惰性气体保护条件下，50～60℃反应6～12h，反应结束后，旋蒸除去无水甲苯，得到呋喃功能化的三甲氧基硅烷；取呋喃功能化的三甲氧基硅烷加入到体积分数为95～99.3％的乙醇溶液中，搅拌均匀得到混合溶液A，其中，呋喃功能化的三甲氧基硅烷与乙醇溶液的质量体积比为0.04～0.30g/ml，向混合溶液A中加入催化剂搅拌均匀得到混合溶液B，在氮气或惰性气体保护条件下50～60℃反应3～6h；反应结束后，除去乙醇溶液，得到呋喃功能化超支化聚硅氧烷；

步骤二、在氯仿中，按摩尔比为1～2:1的比例加入呋喃功能化环氧树脂和N,N’-4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺，搅拌至完全溶解得到混合溶液C，在氮气或惰性气体保护条件下，50～66℃反应48～96h，除去氯仿后得到含热可逆动态化学键的环氧树脂；

步骤三、将步骤一制备的呋喃功能化超支化聚硅氧烷和步骤二制备的含热可逆动态化学键的环氧树脂、商业环氧树脂以及N,N’-4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺作为溶质按质量比为1:0.3～2.5:0.2～0.5:0.5～0.75在氯仿溶剂中混合均匀得到混合溶液D，向混合溶液D中加入溶质质量的5％-15％的咪唑类固化剂，搅拌均匀得到混合溶液E，将混合溶液E涂于防护基体上，挥发溶剂氯仿后，进行固化，得到耐热自修复聚硅氧烷-环氧树脂复合材料涂层。

7.根据权利要求6所述的耐热自修复聚硅氧烷-环氧树脂复合材料涂层的制备方法，其特征在于：在步骤一中，所述催化剂的质量为呋喃功能化的三甲氧基硅烷质量的0.2％～0.5％，所述催化剂为碱性催化剂或酸性催化剂，所述碱性催化剂为四甲基氢氧化铵和/或质量分数为25％～28％的氨水，所述酸性催化剂为质量分数为36％～37％的浓盐酸和/或冰乙酸。

8.根据权利要求6所述的耐热自修复聚硅氧烷-环氧树脂复合材料涂层的制备方法，其特征在于：在步骤三中，固化的条件为40～50℃反应1～6h，加热至70～80℃反应24～48h。

9.根据权利要求6所述的耐热自修复聚硅氧烷-环氧树脂复合材料涂层的制备方法，其特征在于：在步骤三中，所述咪唑类固化剂为2-苯基咪唑、2-乙基咪唑和1-苄基-2-乙基咪唑中的至少一种。

10.根据权利要求6所述的耐热自修复聚硅氧烷-环氧树脂复合材料涂层的制备方法，其特征在于：步骤二中，呋喃功能化环氧树脂的结构式如下