[发明专利]一种有机硅改性的环氧树脂的制备方法

说明书

本发明公开了一种有机硅改性的环氧树脂的制备方法，它包括两个步骤：制备有机硅低聚物：在反应器中加入烷氧基硅烷单体30‑40份，5‑10份溶剂甲；搅拌，升温，滴加催化剂甲和蒸馏水组成的混合液，反应2h，然后减压蒸馏，过滤，制得有机硅低聚物；制备有机硅改性的环氧树脂：将5‑10份溶剂乙、1‑3份催化剂乙、10‑15份制备的有机硅低聚物、40‑50份双酚A型环氧树脂加入反应器中，通氮气保护，在搅拌状态下，升温至80℃反应1‑1.5h，120℃反应3‑4h，然后减压蒸馏，制得有机硅改性环氧树脂。本发明所制备的有机硅改性环氧树脂是在环氧树脂分子中引入柔性的有机硅链段，既具有环氧基链段，还具有硅氧烷链段，柔韧性好，耐温性高，耐蚀性优良和固化物内应力低。

技术领域

本发明涉及化学合成材料技术领域，具体的说是一种有机硅改性的环氧树脂的制备方法。

背景技术

环氧树脂是一种优良的热固性高分子材料，具有优良的力学性能、热性能、耐化学腐蚀性能等优点，粘结强度高、固化收缩率底等优点，但环氧树脂也存在着一定的局限性，如柔韧性差，耐温性低等。环氧树脂所存在的局限性虽然可通过物理或化学方法进行改性，但改性后的综合性能任然不能满足较为苛刻的使用环境。

有机硅树脂是一类由-Si-O-Si-为分子主链的聚合物，由于硅氧键键能高于碳碳键键能，使得有机硅树脂具有良好的耐热性、耐水性、优良的电绝缘性及耐候性等特点。但是，有机硅树脂也存在显著缺点，一般地，其固化温度高且固化时间较长、涂层耐有机溶剂性差、粘结轻度低等，这在很大程度上限制了它的大范围应用。从而限制了它的应用。

有机硅改性环氧树脂是近年发展起来的既能降低环氧树脂内应力，又能增加环氧树脂韧性和耐高温性等性能的有效途径。目前国内外关于有机硅改性环氧树脂的研究较多，主要包括活性端基反应、利用硅氧偶联剂生成嵌段共聚物、取代硅氧烷部分侧基、预先制备聚硅氧烷粒子等4种。主要方有共混和共聚两类。聚合物的共混改性是将不同种类的聚合物进行共混，虽然共混改性成本较低，但由于有机硅聚合物与环氧树脂相容性较差，致使改性效果不是特别理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机硅改性的环氧树脂的制备方法，本方法利用有机硅上的活性端基如羟基、氨基、烷氧基与环氧树脂中的环氧基、羟基进行反应，生成接枝或嵌段共聚物，从而解决相容性的问题，并在固化结构中引入稳定和柔性的硅氧链，提高了环氧树脂的断裂韧性。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种有机硅改性的环氧树脂的制备方法，它包括以下步骤：

步骤一、制备有机硅低聚物：按质量份数计，在装配有加热、搅拌和回流装置的反应器中加入烷氧基硅烷单体30-40份，5-10份溶剂甲；在搅拌状态下，升温至80℃，开始滴加2-5份催化剂甲和20-30份蒸馏水组成的混合液，滴加时间控制在1-1.5h，滴加完毕后，保持温度在80-90℃反应2h，然后减压蒸馏0.5-1h，将反应生成的乙醇和部分溶剂蒸出，降至室温，过滤，制得乙氧基质量百分比含量为5-10％，固体质量百分比含量大于80％的有机硅低聚物；

步骤二、制备有机硅改性的环氧树脂：按质量份数计，将5-10份溶剂乙、1-3份催化剂乙、10-15份步骤一所制备的有机硅低聚物、40-50份双酚A型环氧树脂依次加入到配有加热、搅拌和回流装置的反应器中，通氮气保护，在搅拌状态下，升温至80℃反应1-1.5h，120℃反应3-4h，然后减压蒸馏0.5-1h，制得有机硅改性环氧树脂。

优选的，步骤一中所述烷氧基硅烷单体选自如下结构通式的化合物：

Y_(4-n)Si(OR)_n；

其中，Y表示苯基或拥有1-4个碳原子的伯烷基或仲烷基，R表示含有1-3个碳原子的烷基，n是1-4的整数。