環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂

1、環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂技術(shù)研究與發(fā)展環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂技術(shù)研究與發(fā)展20101706:00來源：涂料與涂裝資訊網(wǎng)作者：劉寶成劉寶成(中海油常州涂料化工研究院江蘇常州213016)摘要:采用低相對(duì)分子質(zhì)量的乙氧基硅烷通過水解制備出m(R)∶m(Si)=1.60.1m(Ph)∶m(Me)=1.40.1的有機(jī)硅中間體與E20環(huán)氧樹脂反應(yīng)制備了環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂。通過原子力顯微鏡照片分析:所制備的樹脂膜平均粗糙度只有2nm氣相色譜分析結(jié)果表明:反應(yīng)

2、過程中收集到的低沸物中含有2.3%的乙醇凝膠滲透色譜(GPC)對(duì)樹脂相對(duì)分子質(zhì)量測(cè)量說明聚合物試樣的多分散性是很小的表明樹脂改性接枝成功。用氣相色譜分析反應(yīng)過程中收集到的低沸物并通過計(jì)算來表征環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂改性接枝率本研究樹脂的接枝率達(dá)到87%。關(guān)鍵詞:環(huán)氧有機(jī)硅改性分析0引言環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂集環(huán)氧樹脂和有機(jī)硅樹脂優(yōu)良特性為一體因其具有良好的機(jī)械性能和優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、防腐蝕性、電絕緣性、耐高低溫性、耐電暈、耐輻射、耐潮濕及耐化學(xué)介

3、質(zhì)等性能而得到廣泛應(yīng)用[1]成為特種涂料中使用最多、應(yīng)用范圍最廣的特種樹脂品種之一。有機(jī)硅聚合物的溶解度參數(shù)與環(huán)氧樹脂的相差較大根據(jù)相似相容的原則兩者的相容性比較差通過機(jī)械攪拌混合在一起時(shí)由于兩相界面張力大呈多相分離結(jié)構(gòu)反應(yīng)的均勻性和難度較大特別是在改性量為30%～70%時(shí)要制備高性能和貯存穩(wěn)定的均勻樹脂較困難另外如何對(duì)改性接枝率進(jìn)行表征也是難點(diǎn)。本研究采用環(huán)氧樹脂與自制有機(jī)硅中間體反應(yīng)來制備環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂。研究了合成工藝、反應(yīng)介質(zhì)

4、等對(duì)樹脂合成的影響并通過大型儀器分析對(duì)樹脂結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征確證反應(yīng)的終點(diǎn)。1實(shí)驗(yàn)1.1主要設(shè)備與儀器四口燒瓶:帶有分水器和冷卻系統(tǒng)膠化板:自制SPA300HV原子力顯微鏡:日本精工SII公司Agilent6890氣相色譜儀:美國(guó)安捷倫科技公司GPC200凝膠滲透色譜:英國(guó)質(zhì)譜公司。1.2基本原理乙氧基硅烷部分水解縮聚形成有機(jī)硅中間體。反應(yīng)式如式(1)所示其中01.3.2環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂的制備用自制的有機(jī)硅中間體制備環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂原料名

5、稱及規(guī)格見表2。表2環(huán)氧改性有機(jī)硅樹脂的原料及規(guī)格工藝:將1、2、3、4和5物料依次投入到帶有攪拌和回流裝置的潔凈、干燥的反應(yīng)瓶中慢慢升溫通CO2氣體并開冷卻水升溫至160℃開始保溫并不斷蒸出低沸物計(jì)量收集低沸物在保溫6h后取樣測(cè)定樹脂的膠化時(shí)間250℃時(shí)膠化時(shí)間小于2min時(shí)降溫至100℃以下加入6、7攪拌均勻停止通CO2氣體降至60℃以下出料計(jì)量產(chǎn)物總質(zhì)量和低沸物質(zhì)量。2結(jié)果與討論2.1硅烷單體的篩選有機(jī)硅高聚物以Si—O鍵為主鏈耐

6、熱性好。合成有機(jī)硅改性樹脂的途徑很多現(xiàn)在通常用有機(jī)硅醇或有機(jī)烷氧基硅烷來制備有機(jī)硅中間體再進(jìn)行化學(xué)或物理方法的樹脂改性[23]。本研究主要采用有機(jī)烷氧基硅烷制備有機(jī)硅中間體對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行化學(xué)改性。通常在制備有機(jī)硅樹脂的單體中三官能度單體為樹脂固化提供交聯(lián)點(diǎn)二官能度單體增進(jìn)其柔韌性。二苯基二官能度單體的引入可以增加漆膜在高溫時(shí)的堅(jiān)韌性和硬度但由于二苯基單體的反應(yīng)活性差不易全部進(jìn)入樹脂結(jié)構(gòu)中低分子物也易揮發(fā)因此二苯基二官能度單體用量不宜過多

7、。在有機(jī)硅樹脂的生產(chǎn)中甲基苯基單體賦予樹脂柔韌性不會(huì)像二甲基單體那樣使樹脂硬度降低但價(jià)格較高。有機(jī)硅樹脂中甲基含量高的樹脂柔韌性、耐電弧性、憎水性、保光性好苯基含量高的樹脂熱穩(wěn)定性、耐氧化作用的穩(wěn)定性、與普通有機(jī)樹脂相容性好。有機(jī)硅中間體的RSi和PhMe對(duì)縮聚反應(yīng)性和漆膜機(jī)械性能有較大的影響。隨著RSi的提高漆膜彈性提高隨著PhMe提高有機(jī)硅中間體和有機(jī)樹脂的混容性提高但漆膜機(jī)械性能下降。實(shí)驗(yàn)采用二甲基二乙氧基硅烷、一甲基三乙氧基硅烷