环氧改性有机硅树脂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环氧改性有机硅树脂及其制备方法。所述环氧改性有机硅树脂具有式I所示结构，其中，R

Epoxy modified silicone resin and its preparation

【技术实现步骤摘要】
环氧改性有机硅树脂及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料领域，特别是涉及一种环氧改性有机硅树脂及其制备方法。
技术介绍
环氧树脂具有优良的化学性能、粘接性能、电绝缘性能、机械性能以及易成型加工、成本低廉等特点，被广泛运用于粘合剂、涂料、电气绝缘材料以及先进复合材料中，然而，环氧树脂的耐候性较差，长时间使用会发生黄变。有机硅材料具有良好的透明性、耐高低温性、耐候性、热稳定性等特点，但是存在耐腐蚀性差、粘结强度低、力学性能差、成本高及与其他树脂相容性差的缺点。硅氧烷改性环氧树脂兼具两种材料的优点，而传统的有机硅改性环氧树脂一般采用共混改性或者共聚改性。共混改性是先将有机硅和环氧树脂进行混合，再向混合体系中加入固化剂、固化促进剂及其他添加剂等固化成型。但二者溶度参数相差较大，易发生相分离。共聚改性是为了改善有机硅材料与环氧树脂的相容性而利用有机硅上的活性基团与环氧树脂的羟基和环氧基反应，但反应不易控制且催化剂难去除影响产物性能。CN201510816804提供一种有机硅改性环氧封装胶，其力学性能优异、拒水性好，但是由于添加了较多的脂环族环氧树脂和氢化环氧树脂，虽然可以一定程度提高材料耐候性，但是导致成本过高。CN201510836626首先用八甲基环四硅氧烷，四甲基四乙烯基环四硅氧烷和乙烯基双封头在碱性条件下阴离子开环制得基础物，然后在乙酸乙酯存在下，以四羧酸金属酞菁络合物和过氧化氢混合得到的混合物作为催化剂，得到环氧聚硅氧烷化合物。但是该材料的刚性和耐热性仍然不足。专利技术内容基于此，本专利技术提供一种环氧改性有机硅树脂，同时具有良好的机械性能、粘接性能、优异的电绝缘性能，且能耐高温老化、耐紫外光、耐辐射，制备成本较低。具体技术方案为：一种环氧改性有机硅树脂，具有式I所示结构。式I其中，R1为甲基、乙基或苯基；R2为甲基或苯基；R3为甲基或苯基；m为1-20范围内的整数；n为1-20范围内的整数。本专利技术还提供一种环氧改性有机硅树脂的制备方法。具体技术方案为：一种环氧改性有机硅树脂的制备方法，按重量份数计，包括以下步骤：将100-300份四甲基四苯基环四硅氧烷单体、50-250份T链节有机硅单体和30-100份封头剂混合，升温至50-80℃后减压除水1h-2h，再加入占所述四甲基四苯基环四硅氧烷单体、T链节有机硅单体和封头剂总重量0.02％-0.08％的酸性催化剂，保温反应4h-10h，调节pH值至6-7，过滤，减压蒸馏，脱除未反应单体，得乙烯基封端的有机硅树脂；于温度-5-5℃下，向10-50份所述乙烯基封端的有机硅树脂中加入10-50份氧化剂，于温度5-10℃反应10min-60min，然后添加1-10份还原剂，搅拌10min-60min，萃取后干燥，得到环氧改性有机硅树脂。与现有方案相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述环氧改性有机硅树脂的分子链段上同时含有环氧基团和硅氧基团，既具有良好的机械性能、粘接性能、优异的电绝缘性能，且能耐高温老化、耐紫外光、耐辐射。其中，所述环氧改性有机硅树脂的结构中，其有机取代基(R)和硅原子(Si)的摩尔比值即R/Si值对环氧改性有机硅树脂的质量有很大关系，会影响到环氧改性有机硅树脂的固化性、漆膜柔韧性、硬度、耐热性和耐热开裂性等性能。其中，有机取代基R代表所述式I中有机官能团R1、R2、R3、-C6H5和-CH3，R/Si值即为R1、R2、R3、-C6H5和-CH3总摩尔数与硅原子摩尔数的比值。本专利技术所述的环氧改性有机硅树脂的制备方法，以四甲基四苯基环四硅氧烷单体、T链节有机硅单体(有机硅三官能单元)和封头剂为反应单体，在酸性催化剂的作用下，先制得了乙烯基封端的有机硅树脂。然后用氧化剂将上述制得的乙烯基封端的有机硅树脂进一步环氧化，反应完成后加入还原剂，消耗多余的氧化剂，最终得到环氧改性有机硅树脂，避免了传统的改性方法中环氧树脂、有机硅树脂之间的相容性问题，制备成本较低。此外，控制反应单体的配比，能够调整R/Si值。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利技术公开内容理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。一种环氧改性有机硅树脂，具有式I所示结构：式I其中，R1为甲基、乙基或苯基；R2为甲基或苯基；R3为甲基或苯基；m为1-20范围内的整数；n为1-20范围内的整数。具有上述结构的环氧改性有机硅树脂，分子链段上同时含有环氧基团和硅氧基团，既具有良好的机械性能、粘接性能、优异的电绝缘性能，且能耐高温老化、耐紫外光、耐辐射。其中，所述环氧改性有机硅树脂的结构中，其有机取代基(R)和硅原子(Si)的摩尔比值即R/Si值对环氧改性有机硅树脂的质量有很大关系，会影响到环氧改性有机硅树脂的固化性、漆膜柔韧性、硬度、耐热性和耐热开裂性等性能。其中，有机取代基R代表所述式I中有机官能团R1、R2、R3、-C6H5和-CH3。R/Si值即为R1、R2、R3、-C6H5和-CH3总摩尔数与硅原子摩尔数的比值。优选地，所述R/Si值为1.5-2.0。更优选地，所述R/Si值为1.75-1.85。优选地，所述环氧改性有机硅树脂的分子量为1000-30000。更优选地，所述环氧改性有机硅树脂的分子量为1000-15000。上述环氧改性有机硅树脂的制备方法如下：将100-300份四甲基四苯基环四硅氧烷单体、50-250份T链节有机硅单体和30-100份封头剂混合，升温至50-80℃后减压除水1h-2h，再加入占所述四甲基四苯基环四硅氧烷单体、T链节有机硅单体和封头剂总重量0.02％-0.08％的酸性催化剂，保温反应4h-10h，调节pH值至6-7，过滤，减压蒸馏，脱除未反应单体，得乙烯基封端的有机硅树脂；于温度-5-5℃下，向10-50份所述乙烯基封端的有机硅树脂中加入10-50份氧化剂，于温度5-10℃反应10min-60min，然后添加1-10份还原剂，搅拌10min-60min，萃取后干燥，得到环氧改性有机硅树脂。上述制备方法中，以四甲基四苯基环四硅氧烷单体、T链节有机硅单体(有机硅三官能单元)、封头剂为反应单体，在酸性催化剂的作用下，先制得了乙烯基封端的有机硅树脂。然后用氧化剂将上述制得的乙烯基封端的有机硅树脂进一步环氧化，反应完成后加入还原剂，消耗多余的氧化剂，最终得到环氧改性有机硅树脂，避免了传统的改性方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环氧改性有机硅树脂，其特征在于，具有式I所示结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种环氧改性有机硅树脂，其特征在于，具有式I所示结构：



其中，R1为甲基、乙基或苯基；
R2为甲基或苯基；
R3为甲基或苯基；
m为1-20范围内的整数；
n为1-20范围内的整数。


2.根据权利要求1所述的环氧改性有机硅树脂，其特征在于，所述环氧改性有机硅树脂中有机取代基总摩尔数和硅原子摩尔数的比值R/Si为1.5-2.0，所述有机取代基为R1、R2、R3、-C6H5和-CH3。


3.根据权利要求2所述的环氧改性有机硅树脂，其特征在于，所述环氧改性有机硅树脂中有机取代基总摩尔数和硅原子摩尔数的比值R/Si值为1.75-1.85。


4.根据权利要求1所述的环氧改性有机硅树脂，其特征在于，所述环氧改性有机硅树脂的分子量为1000-30000。


5.根据权利要求4所述的环氧改性有机硅树脂，其特征在于，所述环氧改性有机硅树脂的分子量为1000-15000。


6.一种权利要求1-5任一项所述的环氧改性有机硅树脂的制备方法，其特征在于，按重量份数计，包括以下步骤：
将100-300份四甲基四苯基环四硅氧烷单体、50-250份T链节有机硅单体和30-100份封头剂混合，升温至50-80℃后减压除水1h-2h，再加入占所述四甲基四苯基环四硅氧烷单体、T链节有机硅单体和封头剂总重量0.02％-0.08％的酸性催化剂，保温反应4h-10h，调节pH值至6-7，过滤，减压蒸馏，脱除未反应单体，得乙烯基封端的有机硅树脂；
于温度-5-5℃下，向10-50份所述乙烯基封端的有机硅树脂中加入10-50份氧化剂，于温度5-10℃反应10min-60min，然后添加1-10份还原剂，搅拌10min-60min，萃取后干燥，得到环氧改性有机硅树脂。

【专利技术属性】
技术研发人员：郭永军，温文彦，张新权，余家斌，
申请(专利权)人：广东盈骅新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44