本發(fā)明屬于高分子功能材料領(lǐng)域，具體涉及一種耐高溫有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂及其制備方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹(shù)脂是指含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)，并能通過(guò)環(huán)氧基團(tuán)反應(yīng)形成有用的熱固性的高分子材料，它具有優(yōu)異的電氣性能、優(yōu)良的附著力、較好的力學(xué)性能、良好的耐腐蝕性和耐化學(xué)藥品性，在電子電氣、機(jī)械加工、土木建筑、航空航天等眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。但是，環(huán)氧樹(shù)脂由于碳-碳鍵、碳-氧鍵鍵能較低，高溫下易分解，經(jīng)紫外光照射后，易降解斷鏈，嚴(yán)重限制了環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用。
有機(jī)硅樹(shù)脂由于Si-O的鍵能為460kJ/mol，使得有機(jī)硅樹(shù)脂具有優(yōu)異的耐熱性能，同時(shí)硅樹(shù)脂還具有良好的耐候性、耐紫外老化、表面能低等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)有機(jī)硅樹(shù)脂的活性基團(tuán)與環(huán)氧樹(shù)脂的活性基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)氧樹(shù)脂的化學(xué)改性，制備的有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂具有耐高溫、耐紫外老化等特性。
專利CN101525466和專利CN101085855用環(huán)氧樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂通過(guò)簡(jiǎn)單物理混合得到有機(jī)硅環(huán)氧樹(shù)脂組合物。此組合物具有優(yōu)良的抗紫外、抗高溫性能，但是存在嚴(yán)重的相容性問(wèn)題，同時(shí)主鏈上缺少有機(jī)硅鏈，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂的性能改善有限?；瘜W(xué)改性能很好地解決相容性問(wèn)題。專利CN10253255A利用線性結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅樹(shù)脂對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行化學(xué)改性，解決了兩者之間相容性不好的問(wèn)題，但是此制備方法，溫度低時(shí)，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)；溫度高時(shí)，有機(jī)硅又會(huì)發(fā)生自身縮聚反應(yīng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種耐高溫有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過(guò)上述方法制備得到的耐高溫有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂。
本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種耐高溫有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂的制備方法，包括如下制備步驟：
按重量份計(jì)，將10～25份有機(jī)硅中間體、15～60環(huán)氧樹(shù)脂、25～75溶劑依次加入到反應(yīng)器中，攪拌并加熱升溫到70～80℃，待其混合均勻后，加入催化劑，然后加熱升溫到95～185℃反應(yīng)2～8h，降溫后得到所述耐高溫有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂。
所述有機(jī)硅中間體選自如下結(jié)構(gòu)通式的化合物：
其中X和Y相同或不同，選自C1～C6的直鏈或支鏈烷基或苯基；
其中R’和R”相同或不同，選自H、CH3或CH3CH2。
優(yōu)選地，所述有機(jī)硅中間體為瓦克IC-368、瓦克SY-231、瓦克SY-300、道康寧RSN-6018、道康寧LX-0301中的至少一種；更優(yōu)選道康寧RSN-6018。
優(yōu)選地，所述環(huán)氧樹(shù)脂為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E20、E21、E42、E44、E51中的至少一種；更優(yōu)選為雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂E20。
優(yōu)選地，所述的溶劑為甲苯、二甲苯、丁酮、環(huán)己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯中的至少一種；更優(yōu)選為環(huán)己酮與乙酸丁酯的混合物。
優(yōu)選地，所述的催化劑為二月桂酸二丁基錫、環(huán)烷酸鋅、硝酸、水楊酸、四甲基氫氧化銨中的至少一種；更優(yōu)選為環(huán)烷酸鋅。
本發(fā)明所述的有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)原理圖如圖1所示。
一種耐高溫有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂，通過(guò)上述方法制備得到。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：
(1)本發(fā)明提供的制備方法，僅僅需要一步即可完成，反應(yīng)快速、高效，工藝簡(jiǎn)單，條件易于控制；
(2)本發(fā)明提供的有機(jī)硅中間體，苯基含量高，提高了有機(jī)硅組分的溶解度參數(shù)，增加了與環(huán)氧樹(shù)脂的相容性，使得產(chǎn)品具有很好的儲(chǔ)存穩(wěn)定性；同時(shí)，高含量的苯基也提高了產(chǎn)品的耐溫性能；
(3)本發(fā)明制備的有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂，除了耐高溫、儲(chǔ)存穩(wěn)定性好外，還具有耐紫外老化、硬度高等特點(diǎn)，給予基材多重保護(hù)。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明所述有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)原理圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
以下實(shí)施例測(cè)試結(jié)果參照以下測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)：
色漆和清漆鉛筆法測(cè)定漆膜硬度，GB/T 6739-2006；
色漆和清漆漆膜的劃格實(shí)驗(yàn)測(cè)定漆膜附著力，GB/T 9286-1998。
實(shí)施例1
取10g有機(jī)硅中間體道康寧RSN-6018，15g環(huán)氧樹(shù)脂E20，25g環(huán)己酮與乙酸丁酯的混合物，依次加入到潔凈的500ml四口燒瓶中，緩慢攪拌并加熱升溫到75℃，待其混合均勻后，加入0.05g環(huán)烷酸鋅，然后加熱升溫到125℃，反應(yīng)4.5h，并不斷分出反應(yīng)過(guò)程中生成的水，降溫得到有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂。
所得產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：
起始分解溫度：320℃；
硬度：5H；
附著力：一級(jí)。
實(shí)施例2
取10g有機(jī)硅中間體道康寧RSN-6018，30g環(huán)氧樹(shù)脂E20，40g環(huán)己酮與乙酸丁酯的混合物，依次加入到潔凈的500ml四口燒瓶中，緩慢攪拌并加熱升溫到75℃，待其混合均勻后，加入0.1g環(huán)烷酸鋅，然后加熱升溫到145℃，反應(yīng)5.5h，并不斷分出反應(yīng)過(guò)程中生成的水，降溫得到有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂。
所得產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：
起始分解溫度：280℃；
硬度：5H；
附著力：一級(jí)。
實(shí)施例3
取10g有機(jī)硅中間體道康寧RSN-6018，45g環(huán)氧樹(shù)脂E20，55g環(huán)己酮與乙酸丁酯的混合物，依次加入到潔凈的500ml四口燒瓶中，緩慢攪拌并加熱升溫到75℃，待其混合均勻后，加入0.13g環(huán)烷酸鋅，然后加熱升溫到155℃，反應(yīng)6h，并不斷分出反應(yīng)過(guò)程中生成的水，降溫得到有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂。
所得產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：
起始分解溫度：240℃；
硬度4H；
附著力：0級(jí)。
實(shí)施例4
取10g有機(jī)硅中間體道康寧RSN-6018，60g環(huán)氧樹(shù)脂E20，70g環(huán)己酮與乙酸丁酯的混合物，依次加入到潔凈的500ml四口燒瓶中，緩慢攪拌并加熱升溫到75℃，待其混合均勻后，加入0.14g環(huán)烷酸鋅，然后加熱升溫到115℃，反應(yīng)4h，并不斷分出反應(yīng)過(guò)程中生成的水，降溫得到有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂。
所得產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：
起始分解溫度：220℃；
硬度：4H；
附著力：0級(jí)。
實(shí)施例5
按照配制方案取25g有機(jī)硅中間體道康寧RSN-6018，15g環(huán)氧樹(shù)脂E20，40g環(huán)己酮與乙酸丁酯的混合物，依次加入到潔凈的500ml四口燒瓶中，緩慢攪拌并加熱升溫到75℃，待其混合均勻后，加入0.08g環(huán)烷酸鋅，然后加熱升溫到135℃，反應(yīng)5h，并不斷分出反應(yīng)過(guò)程中生成的水，降溫得到有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂。
所得產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：
起始分解溫度：360℃；
硬度：5H；
附著力：二級(jí)。
實(shí)施例6
取20g有機(jī)硅中間體道康寧RSN-6018，55g環(huán)氧樹(shù)脂E20，75g環(huán)己酮與乙酸丁酯的混合物，依次加入到潔凈的500ml四口燒瓶中，緩慢攪拌并加熱升溫到75℃，待其混合均勻后，加入0.15g環(huán)烷酸鋅，然后加熱升溫到170℃，反應(yīng)7h，并不斷分出反應(yīng)過(guò)程中生成的水，降溫得到有機(jī)硅改性環(huán)氧樹(shù)脂。
所得產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)：
起始分解溫度：280℃；
硬度：4H；
附著力：0級(jí)。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。