一种改性饱和碳环型环氧树脂及其制备方法和应用技术

本申请涉及环氧树脂领域，尤其涉及一种改性饱和碳环型环氧树脂及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
一种改性饱和碳环型环氧树脂及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及环氧树脂领域，更具体地说，它涉及一种改性饱和碳环型环氧树脂及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]环氧树脂，是指分子中含有两个以上环氧基团的聚合物，其在固化剂的作用下会反应形成稳固的交联结构，因而其普遍具有收缩率小
、
高强度
、
高粘结等通用性能，故常被用作胶黏组分，如环氧美缝剂的应用
。
[0003]相关技术中的环氧美缝剂以双酚
A
型环氧树脂
、
双酚
F
型环氧树脂为主要成分，搭配脂肪胺
/
脂环胺类固化剂
、
稀释剂
、
色浆
、
颜填料等制得，使用时经上胶
、
固化
、
除胶，即可完成美缝剂的施工过程
。
[0004]但成也萧何，败也萧何，正因为环氧树脂具备固化速率较快，且具备高粘结性的特点，导致使用者的操作窗口期较短，且除胶过程中无法做到及时，易出现留胶
、
残胶等问题，带来施工上的不必要的操作，耗时耗力；且不易清理的残胶导致美观性大大下降
。
[0005]此外相关文献中虽有公开报道对环氧树脂的改性，以期达到延长操作窗口期和便于清胶的目的，但无一例外均是通过牺牲其反应活性，即环氧基团的反应和消耗来实现的，故而不利于其相容性和清胶，因此期望提供一种具备易清胶性的改性环氧树脂及其制备方法和应用
。

技术实现思路

[0006]第一方面，本申请提供一种改性饱和碳环型环氧树脂，采用如下的技术方案：
[0007]一种改性饱和碳环型环氧树脂，由饱和碳环型环氧树脂接枝聚硅氧烷制得，其结构通式如通式（
I
）所示：
ꢀ
通式（
I
）；通式（
I
）中：
R1、R2分别独立地选自：
H、C1‑
C
10
的烷基或
C1‑
C
10
的环烷基基团；
A、B、C
彼此不同
、
且各自独立地选自衍生自如下硅氧烷的结构单元：二苯基二甲氧基硅烷
、
二甲基二甲氧基硅烷
、
二乙基二乙氧基硅烷
、
甲基乙烯基二乙氧基硅烷
、
甲基丙烯基二乙氧基硅烷
、
甲基苯基二甲氧基硅烷
、2
‑
(3,4
‑
环氧环己烷基
)
乙基甲基二甲氧基硅烷
、
γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；其中
n
为平均重复数，其取值区间为：
0<n≤20
；
x、y、z
分别表示
A、B、C
三者的平均重复数，而不是表示接枝的位置，且
x、y、z
均大于
0。
[0008]优选的，
A、B、C
中的任一种为衍生自2‑
(3,4
‑
环氧环己烷基
)
乙基甲基二甲氧基硅烷；
[0009]A、B、C
中的另外两种彼此不同
、
且各自独立地为衍生自如下硅氧烷的结构单元：
[0010]二苯基二甲氧基硅烷
、
二甲基二甲氧基硅烷
、
二乙基二乙氧基硅烷
、
甲基乙烯基二乙氧基硅烷
、
甲基丙烯基二乙氧基硅烷
、
甲基苯基二甲氧基硅烷
、
γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷
。
[0011]优选的，
A、B、C
彼此不同
、
且各自独立地选自衍生自如下硅氧烷的结构单元：
[0012]二甲基二甲氧基硅烷
、
甲基乙烯基二乙氧基硅烷和2‑
(3,4
‑
环氧环己烷基
)
乙基甲基二甲氧基硅烷；
[0013]所述二甲基二甲氧基硅烷
、
甲基乙烯基二乙氧基硅烷和2‑
(3,4
‑
环氧环己烷基
)
乙基甲基二甲氧基硅烷的摩尔比为
1:
（
0.01
‑1）
:
（
0.01
‑1）
。
[0014]第二方面，本申请提供一种改性饱和碳环型环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：
[0015]S1、
聚硅氧烷中间体制备：
[0016]S11、
选择
A、B、C
所对应硅氧烷进行混合，得硅氧烷混合溶液；
[0017]S12、
向反应烧瓶中加入溶剂和混合相转移催化剂，置换氮气后，搅拌升温至
20
‑
60℃
，得反应底物；
[0018]S13、
然后将反应烧瓶置换3次氮气后，保持真空度为
‑
（
0.05
‑
0.06
）
MPa
，开始向反应底物中滴加
S11
中所得硅氧烷混合溶液，当硅氧烷混合溶液滴加至剩余
1/3
质量时，提高体系的真空度至
‑
（
0.08
‑
0.09
）
MPa
，保持至滴加完毕，继续保温1小时；
[0019]S14、
最后停止反应后，静置分去水相，并使用蒸馏水进行水洗，待静置分去水相，即得聚硅氧烷中间体，备用；
[0020]S2、
聚硅氧烷改性：
[0021]S21、
先称饱和碳环型环氧树脂，再加入溶剂，并抽真空置换氮气，然后加入催化剂，最后抽真空至
‑
(0.07
‑
0.08)MPa
并升温至
60
‑
65℃
，备用；
[0022]S22、
然后向
S21
中处理后的饱和碳环型环氧树脂中滴加聚硅氧烷中间体，待滴加完毕后，继续保温1‑3小时，将真空度升至
‑
（
0.095
‑
0.1
）
MPa
，升温至
130
‑
150℃
，蒸出溶剂后，即得通式（
I
）所表示化合物
。
[0023]优选的，
S12
中混合溶液
、
溶剂和混合相转移催化剂的重量比为1：（1‑
10
）：（
0.001
‑1）
。
[0024]优选的，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种改性饱和碳环型环氧树脂，其特征在于，由饱和碳环型环氧树脂接枝聚硅氧烷制得，其结构通式如通式（
I
）所示：通式（
I
）；通式（
I
）中：
R1、R2分别独立地选自：
H、C1‑
C
10
的烷基或
C1‑
C
10
的环烷基基团；
A、B、C
彼此不同
、
且各自独立选自衍生自如下硅氧烷的结构单元：二苯基二甲氧基硅烷
、
二甲基二甲氧基硅烷
、
二乙基二乙氧基硅烷
、
甲基乙烯基二乙氧基硅烷
、
甲基丙烯基二乙氧基硅烷
、
甲基苯基二甲氧基硅烷
、2
‑
(3,4
‑
环氧环己烷基
)
乙基甲基二甲氧基硅烷
、
γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；其中
n
为平均重复数，其取值区间为：
0<n≤20
；
x、y、z
分别表示
A、B、C
三者的平均重复数，而不是表示接枝的位置，且
x、y、z
均大于
0。2.
根据权利要求1所述的改性饱和碳环型环氧树脂，其特征在于，
A、B、C
中的任一种为衍生自2‑
(3,4
‑
环氧环己烷基
)
乙基甲基二甲氧基硅烷；
A、B、C
中的另外两种彼此不同
、
且各自独立地为衍生自如下硅氧烷的结构单元：二苯基二甲氧基硅烷
、
二甲基二甲氧基硅烷
、
二乙基二乙氧基硅烷
、
甲基乙烯基二乙氧
基硅烷
、
甲基丙烯基二乙氧基硅烷
、
甲基苯基二甲氧基硅烷
、
γ
‑
缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷
。3.
根据权利要求2所述的改性饱和碳环型环氧树脂，其特征在于，
A、B、C
彼此不同
、
且各自独立地选自衍生自如下硅氧烷的结构单元：二甲基二甲氧基硅烷
、
甲基乙烯基二乙氧基硅烷和2‑
(3,4
‑
环氧环己烷基
)
乙基甲基二甲氧基硅烷；所述二甲基二甲氧基硅烷
、
甲基乙烯基二乙氧基硅烷和2‑
(3,4
‑
环氧环己烷基
)
乙基甲基二甲氧基硅烷的摩尔比为
1:
（
0.01
‑1）
:
（
0.01
‑1）
。4.
一种权利要求1‑3中任一所述的改性饱和碳环型环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
聚硅氧烷中间体制备：
S11、
选择
A、B、C
所对应硅氧烷进行混合，得硅氧烷混合溶液；
S12、
向反应烧瓶中加入溶剂和混合相转移催化剂，置换氮气后，搅拌升温至
20
‑
60℃
，得反应底物；
S13、
然后将反应烧瓶置换3次氮气后，保持真空度为
‑
（
0.05
‑
0.06
）
MPa
，开始向反应底物中滴加
S11
中所得硅氧烷混合溶液，当硅氧烷混合溶液滴加至剩余
1/3
质量时，提高体系的真空度至
‑
（
0.08
‑
0.09
）
MPa
，保持至滴加完毕，继续保温1小时；
S14、
最后停止反应后，静置分去水相，并使用蒸馏水进行水洗，待静置分去水相，即得聚硅氧烷中间体，备用；
S2、
聚硅氧烷改性：
S21、
先称饱和碳环型环氧树脂，再加入溶剂，并抽真空置换氮气，然后加入催化剂，最后抽真空至
‑
(0.07
‑
0.08)MPa
并升温至
60
‑
65℃
，备用；
S22、
然后向
S21
中处理后的饱和碳环型环氧树脂中滴加聚硅氧烷中间体，待滴加完毕后，继续保温1‑3小时，将真空度升至
‑
（
0.095
‑
0.1
）
MPa
，升温至
130
‑
150℃
，蒸出溶剂后，即得通式（
I
）所表示化合物
。5.
根据权利要求4所述的改性饱和碳环型环氧树脂的制备方法，其特征在于，
S12
中混合溶液
、
溶剂和混合相转移催化剂的重量比为1：（1‑
10
）：（
0.001
‑1）
。6.
根据权利要求5所述的改性饱和碳环型环氧树脂的制备方法，其特征在于，所述混合相转移催化剂由四甲基氯化铵和四甲基氢氧化铵按重量比
1:
（
0.1
‑5）组成
。7.
根据权利要求4所述的改性饱和碳环型环氧树脂的制备方法，其特征在于，
S21
中饱和碳环型环氧树脂和催化剂的重量比为
1:
（
0.001
‑1）
。8.
根据权利要求4所述的改性饱和碳环型环氧树脂的制备方法，其特征在于，
S22
中经
S21
处理后的饱和碳环型环氧树脂和聚硅氧烷中间体的重量比为1：（
0.1
‑
0.5
）
。9.
一种环氧树脂组合物，其特征在于，以所述环氧组合物为
100
重量
%
计，包含以下组分：饱和碳环型环氧树脂
20
‑
80
重量
%
；固化剂5‑
30
重量
%
；功能树脂0‑
30
重量
%
；填料0‑
70
重量
%
；
功能助剂0‑6重...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞亮，王玉勤，
申请(专利权)人：络合高新材料上海有限公司，
类型：发明
国别省市：