[发明专利]基于桥连二酸酐与POSS杂化环氧树脂的涂料与涂层

说明书

一种基于桥连二酸酐固化剂和POSS杂化环氧树脂所构建的涂料与涂层的制备方法。本发明的涂料由100份环氧树脂、3‑25份环氧基POSS、10‑20份活性环氧稀释剂ED、0.5‑2份分散剂、25‑50份纳米颜填料及潜伏型桥连二酸酐CBA固化剂所组成；而所述的潜伏型桥连二酸酐CBA固化剂用量控制为体系中所含环氧基的摩尔数：桥连二酸酐固化剂中所含(酐基+羧基)的摩尔数为1:1‑0.8。本发明通过反应将室温难溶于环氧树脂的固态酸酐不仅转化成了使用方便的液态桥连二酸酐，且将该酸酐用于上述环氧基POSS杂化的环氧树脂涂料体系，还能实现环氧树脂涂料的热固化，并制得兼具良好硬度、柔韧性、耐热与阻燃性能的涂层。

技术领域

本发明属于涂料与涂层领域，具体涉及一种基于潜伏性桥连二酸酐(CBA)固化剂和笼状环氧基低聚倍半硅氧烷(E-POSS)杂化的环氧树脂等所制备的涂料与涂层的方法。

背景技术

环氧树脂，附着力好、粘接性强、耐化学腐蚀性优异且有良好电绝缘性，在化工防腐与粘接、电缆防潮与电路板封装、电子电气元件灌封与绝缘等方面有广泛应用，并占据着举足轻重的地位。用POSS(内核为硅氧键组成的无机框架、顶角带有有机基团)改性环氧树脂，既可改善涂层硬度，又能赋予涂层低介电、耐热、阻燃等性能，因而一直是近年来环氧树脂涂料、涂层等领域的研发热点。

酸酐作为环氧树脂涂层的常用固化剂之一，具有挥发性与毒性低、对皮肤刺激性小、固化后的涂层电性能优良、体积收缩性小等优点，但普通的酸酐熔点高、室温大多呈固体，这导致酸酐固化剂与环氧树脂的室温互溶反应性差，因而只能在高温条件下使用，故亟待改进；此外，如何改进酸酐固化环氧树脂涂层的柔韧、耐热与阻燃性能，也是近年来涂料行业颇受关注的一个课题。

利用化学反应将小分子酸酐转化成使用方便的液态，可显著改善酸酐与环氧树脂的室温互溶反应性，并有望使酸酐+环氧树脂涂料体系在中温(150-200℃)即可实现固化。鉴于二酸酐与环氧树脂的交联反应效果好于单酸酐，本发明利用化学反应首先将均苯四甲酸酐(mp283-285℃，固体)与聚醚二醇进行反应，首先合成了一种能与环氧树脂室温互溶的液态桥连二酸酐(CBA)，不仅将难溶性固态PMDA转化成了使用方便的液态，而且将CBA用于环氧基POSS杂化的环氧树脂涂料体系，还能有效实现POSS杂化环氧树脂涂料涂层的热固化，并使涂层的耐热、阻燃与柔韧性得到有益改善。

发明内容

为克服现有小分子酸酐熔点高、大多呈固体、室温条件下与环氧树脂互溶反应性差等缺陷，并改善环氧树脂涂层的柔韧等性能，本发明公开了一种基于潜伏性桥连二酸酐(CBA)固化剂以及环氧基POSS杂化的环氧树脂等所构建的涂料与涂层的制备方法。为此，本发明采取了如下技术方案：

基于桥连二酸酐和POSS杂化环氧树脂所制备的涂料与涂层，其特征在于：所述的涂料，按组成和质量份，由100份环氧树脂(E)、3-25份环氧基POSS(E-POSS)、10-20份活性环氧稀释剂(ED)、0.5-2份分散剂、25-50份纳米颜填料以及液态潜伏型桥连二酸酐(CBA)固化剂所组成；所述的潜伏型桥连二酸酐CBA固化剂的用量控制为：体系中所含环氧基的摩尔数：潜伏型桥连二酸酐CBA固化剂中所含(酐基+羧基)的摩尔数约为1:1-0.8。

所述的环氧树脂(E)，环氧基含量(以每百克树脂中所含环氧基的当量数计)约为0.2-0.59，黏度约为2000-20000mPa.s，选取双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂等中的一种。