耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料的制备及应用制造技术

本发明专利技术公开一种耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料的制备及应用，制备包括以下步骤：S1.将硅烷单体组合物、硼源、钛源、锆源分散于无水乙醇中，加入酸和去离子水，加热搅拌进行水解反应，得到树脂预聚体；S2.将树脂预聚体减压蒸馏后，升温进行缩聚反应，即得耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料，耐热性能好、力学性能佳、对基材的附着力强。对基材的附着力强。

【技术实现步骤摘要】
耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料的制备及应用


[0001]本专利技术涉及耐热涂层材料
，尤其涉及一种耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料的制备及应用。

技术介绍

[0002]硅树脂因其主链Si
‑
O
‑
Si键能较大而具有良好的耐热性，被广泛应用于热防护涂层，清漆一般可耐温200
‑
250℃，但许多实际工况条件经常需要耐热达到300℃或以上，耐热有机硅树脂是目前该领域的一个重要发展方向。
[0003]目前改性的方法较多，主要在有机硅树脂的侧链和主链上引入有机化合物等耐热性基团，改变有机硅树脂的结构，或者加入耐高温无机填料等助剂，提高有机硅树脂的耐热性能，但其耐热性能仍有待提升。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供一种耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料的制备及应用，耐热性能好。
[0005]为达到上述技术目的，本申请采用以下技术方案：
[0006]第一方面，本申请提供一种耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1.将硅烷单体组合物、硼源、钛源、锆源分散于无水乙醇中，加入酸和去离子水，加热搅拌进行水解反应，得到树脂预聚体；
[0008]S2.将所述树脂预聚体减压蒸馏后，升温进行缩聚反应，即得所述耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料。
[0009]优选的，所述硼源选自硼酸酯，钛源选自钛酸酯，锆源选自锆酸酯。
[0010]优选的，所述硅烷单体组合物中，有机基团与硅的摩尔比为1
‑
1.5：1。
[0011]优选的，所述硅烷单体组合物中，有机基团与硅的摩尔比为1.2：1。
[0012]优选的，所述硼源、钛源、锆源的摩尔比为0.1
‑
1：0.1
‑
1：0.1
‑
1。
[0013]优选的，所述硼源、钛源、锆源的摩尔比为1：1：1。
[0014]优选的，所述硼源、钛源、锆源的总摩尔量与硅烷单体组合物中硅的摩尔比为0.1
‑
0.5:1。
[0015]优选的，所述硼源、钛源、锆源的总摩尔量与硅烷单体组合物中硅的摩尔比为0.3:1。
[0016]优选的，步骤S1中，水解反应的温度为50
‑
80℃。
[0017]优选的，步骤S1中，水解反应的温度为65℃。
[0018]第二方面，本申请提供一种耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料。
[0019]第三方面，本申请提供一种耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料在作为金属涂层或塑料涂层中的应用。
[0020]本申请的有益效果如下：本申请通过向有机硅分子主链中引入硼钛锆元素，形成牢固的硼钛锆硅氧八边形结构，极大地提高了有机硅树脂的耐热性能，得到的硼钛锆改性有机硅树脂的最高起始分解温度可达420℃以上；通过对组分中元素含量的限定，不仅改性树脂的耐温性能得以进一步提升，且作为涂层该改性树脂的力学性能好、对基材的附着力强。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0022]本申请提供一种耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0023]S1.将硅烷单体组合物、硼源、钛源、锆源分散于无水乙醇中，加入酸作催化剂，进行搅拌加热，搅拌速度保持在200
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250r/min，升温至50
‑
80℃，优选为65℃后，滴加去离子水，滴加完毕后，保持反应温度在50
‑
80℃，优选为65℃，继续水解2h，得到水解反应，得到树脂预聚体；其中，硼源选自硼酸酯，例如联硼酸频那醇酯、2
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氟嘧啶
‑3‑
硼酸频哪醇酯、2
‑
萘硼酸频哪醇酯和硼酸三正癸基酯中的一种或几种，钛源选自钛酸酯，例如钛酸正四丁酯、异丙基三(异硬脂酰基)钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酰基)钛酸酯和异丙基三(十二烷基苯磺酰基)钛酸酯中的一种或几种，锆源选自锆酸酯，例如锆酸正四丁酯、正四丙基锆酸酯、四(三乙醇胺)锆酸酯中的一种或几种，硅烷单体组合物可以为丙基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷的组合物或其他硅烷单体的组合；
[0024]S2.将树脂预聚体进行减压蒸馏，真空度为0.08MPa，升温至120℃，进行缩聚反应，待除去溶剂乙醇、水及部分未反应原料后，得到粘稠液体，即得耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料。
[0025]本申请通过水解
‑
缩聚反应，在硅烷中同时引入硼钛锆三种掺杂元素，形成大量Si
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O
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B
‑
O
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Ti
‑
O
‑
Zr
‑
O
‑
Si等八边结构，相较于两两掺杂如硼锆掺杂、硼钛掺杂、锆钛掺杂直接得到的四边形和六边形结构，本申请的八边形结构的环更大，角张力更小，因此稳定性更强，能有效提升有机硅改性树脂的耐温性能，另外，由于实际产率不等于100％，本申请同时也形成少量的Si
‑
O
‑
B
‑
O
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Si、Si
‑
O
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Ti
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O
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Si、Si
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O
‑
Zr
‑
O
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Si、Si
‑
O
‑
B
‑
O
‑
Ti
‑
O
‑
Si、Si
‑
O
‑
B
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O
‑
Zr
‑
O
‑
Si、Si
‑
O
‑
Ti
‑
O
‑
B
‑
O
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Si、Si
‑
O
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Zr
‑
O
‑
B
‑
O
‑
Si等四边和六边结构，也可辅助提升有机硅树脂原料的耐温性能；另一方面，硼钛锆与氧结合的键能高，B
‑
O键键能为806kJ/mol，Ti
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O键键能为662kJ/mol，Zr
‑
O键键能为757.8kJ/mol，都大于Si
‑
O键键能445.2kJ/mol，也是提高有机硅树脂的耐热性原因之一，使最终得到的改性有机硅树脂的最高起始分解温度达420℃以上。
[0026]其中，硼源、钛本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将硅烷单体组合物、硼源、钛源、锆源分散于无水乙醇中，加入酸和去离子水，加热搅拌进行水解反应，得到树脂预聚体；S2.将所述树脂预聚体减压蒸馏后，升温进行缩聚反应，即得所述耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料。2.根据权利要求1所述的耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料的制备方法，其特征在于，所述硼源选自硼酸酯，钛源选自钛酸酯，锆源选自锆酸酯。3.根据权利要求1所述的耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料的制备方法，其特征在于，所述硅烷单体组合物中，有机基团与硅的摩尔比为1
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1.5：1。4.根据权利要求1所述的耐热型硼钛锆硅氧八边形结构树脂涂层材料的制备方法，其特征在于，所述硼源、钛源、锆源的摩尔比为0.1
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1：0.1
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1：0.1
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1。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：施锐，施铭德，段辉，周春爱，万义辉，
申请(专利权)人：湖北铁神新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：