[发明专利]一种环氧-有机硅树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于环氧树脂改性的技术领域，尤其涉及一种环氧‑有机硅树脂及其制备方法和应用，该环氧‑有机硅树脂的环氧值为0.01‑0.25，重均分子量为10000‑100000；其制备方法包括：i、以含有乙烯基的MQ树脂和硅氧烷环体为原料，在酸性催化剂存在下进行平衡反应，制备含有乙烯基的MDQ树脂；ii、以步骤i所得含有乙烯基的MDQ树脂为原料，与过氧化物接触进行氧化反应，制备得到含环氧基的MDQ树脂。本发明的制备方法简单且能够灵活、合理地调节环氧‑有机硅树脂的结构；该环氧‑有机硅树脂在可以改善环氧树脂固化物的强度和韧性的同时，可提高环氧树脂固化物的耐温性和耐候性。

技术领域

本发明属于环氧树脂改性的技术领域，尤其涉及一种环氧-有机硅树脂及其制备方法和应用。

背景技术

环氧树脂是一类具有良好的粘接性和力学强度的聚合物，因而被广泛地应用于汽车、电子、电器领域。但是，环氧树脂本身也会存在一些性能缺陷。为了改善环氧树脂的阻燃性、韧性、耐候性等性能，已有文献报道了有机硅树脂改性环氧树脂的应用。

目前文献报道的有机硅树脂改性环氧树脂应用中，主要包括两种有机硅树脂：不含环氧官能团的有机硅树脂和含有环氧官能团的有机硅树脂。例如，专利文件CN101307132A提供了一种利用含硅醇羟基或烷氧基封端的有机硅树脂改性环氧树脂的方法，利用硅醇羟基或烷氧基与环氧基团之间的反应得到硅树脂改性的环氧树脂，产物的耐水性能得到提高，但未提及力学性能。专利文件US20080255321提供了一种有机硅树脂改性环氧树脂的方法，利用硅氢加成反应在硅树脂上引入环氧基团，进而用含有环氧基团的有机硅树脂改性环氧树脂，有效提高了环氧树脂的耐热性和粘接性能。然而该专利文件中未提及对力学性能的改善，且制备过程复杂。专利文件US5952439提供了一种含有环氧基团的有机硅树脂改性环氧树脂的方法，有效提高了环氧树脂的玻璃化转变温度等耐热性能，其中提及的含环氧基团的有机硅树脂通过含有硅氢的有机硅树脂与含有烯丙基的环氧单体进行硅氢加成反应得到，但其原料价格高且制备方法比较复杂。另外，未提及环氧树脂固化物是否透明的问题。

那么，如何通过便捷、高效的方法获得一种可有效改善环氧树脂力学性能的含有环氧官能团的有机硅树脂，就成为需要探究的重要课题。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有有机硅树脂改性环氧树脂的应用中存在的不足，提供环氧-有机硅树脂及其制备方法和应用，该环氧-有机硅树脂的制备方法简单，能够灵活、合理地调节环氧-有机硅树脂的结构，且与环氧树脂相容性很好，可制备透明的有机硅改性环氧树脂；该环氧-有机硅树脂在可保持环氧树脂固化物良好耐温性和耐候性的同时，能够有效改善环氧树脂固化物的力学性能(例如，其弯曲强度和韧性)。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

在一个方面，提供一种环氧-有机硅树脂，其化学结构式如式(I)所示：

式中，

R₁为

R₂、R₃、R₄、R₅相同或不同，各自独立地选自C1-C6的烷基、三氟丙基或C6-C12的芳基；

a、c、d均为正数，b为0或正数。

式(I)中，a、b、c、d均代表各自对应的重复单元的摩尔含量。

根据本发明提供的环氧-有机硅树脂，一些示例中，式(I)中，

a的取值为2-50(例如，4、8、10、15、18、25、30、35、40、45)，优选为5-20；

b的取值为0-200(例如，1、5、15、30、50、70、90、100、120、150、180)，优选为10-80；