[發(fā)明專利]一種聚苯基甲氧基硅烷及其制備方法和應用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910040472.9
• 申請日: 2009-06-23
• 公開（公告）號: CN101638481A
• 公開（公告）日: 2010-02-03
• 發(fā)明（設計）人: 沈敏敏;李因文;哈成勇;胡志忠;岑學楊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院廣州化學研究所
• 主分類號: C08G77/18
• 分類號: C08G77/18;C08G77/06;C08G81/00;C08G59/14
• 代理公司: 廣州市華學知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊曉松;付 曄

技術領域

本發(fā)明涉及環(huán)氧樹脂領域，特別涉及一種聚苯基甲氧基硅烷及其制備方 法和其應用于環(huán)氧樹脂的改性。

背景技術

環(huán)氧樹脂具有優(yōu)良的機械性能、電氣性能、化學性能、粘接性能以及易 成型加工、成本低廉等優(yōu)點，廣泛應用于涂料、粘合劑、電子電氣絕緣材料 等領域；但是，由于環(huán)氧樹脂是三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子鏈間缺少滑動，碳- 碳鍵、碳-氧鍵鍵能較小，表面能較高，帶有一些羥基等，使其內(nèi)應力較大、 質(zhì)脆、高溫下易降解、易受水影響。有機硅樹脂具有低溫柔韌性、低表面能、 耐熱、耐候、憎水、介電強度高等優(yōu)點；但其存在機械性能、附著力、耐磨 性、耐有機溶劑較差以及成本高等缺點。有機硅改性環(huán)氧樹脂是近年來發(fā)展 起來的既能降低環(huán)氧樹脂內(nèi)應力又能增加環(huán)氧樹脂韌性、耐熱等性能的有效 途徑。有機硅改性環(huán)氧樹脂形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，生成類似無機硅酸鹽結(jié)構(gòu)， 而Si-O鍵的鍵能為372.16KJ/mol比C-C鍵的鍵能242.18KJ/mol大得多， 從而使改性環(huán)氧樹脂的耐熱性提高；柔性有機硅鏈段的引入增韌了環(huán)氧樹脂； 所以有機硅改性環(huán)氧樹脂具有良好的韌性、耐熱性能、壓模性能、粘接性能 以及抗沖性能。

聚硅氧烷分子鏈為-Si-O-鏈，支鏈為R基，且一般多為甲基、乙基、苯 基及烯丙基等有機取代基，不同種類以及比例的取代基對合成的聚硅氧烷性 能影響很大。甲基含量高的耐老化性和低溫柔順性好，而穩(wěn)定性差；苯基含 量高的耐高溫性能好、儲存穩(wěn)定性好。

有機硅改性環(huán)氧樹脂主要有物理和化學兩種改性方法：由于二者容度參 數(shù)相差較大，物理改性效果不明顯；化學改性是利用有機硅所帶的活性基團 如羥基、氨基和烷氧基等與環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基、羥基反應。Emel等[polymer， 1998，39(8-9)，1691-1695]采用反應性聚二甲基硅氧烷齊聚物改性環(huán)氧樹 脂，但是大量甲基的存在導致有機硅與環(huán)氧樹脂的相容性進一步變差，且硅 氧烷具有低溫柔順性，所以其改性環(huán)氧樹脂的耐熱性能提高有限，而玻璃化 轉(zhuǎn)變溫度(Tg)有明顯下降。Lin?S?T等[Journal?of?Polymer?Science：Part?A： Polymer?Chemistry，1996，34：869-884.]分別采用聚二甲基硅氧烷(PDMS) 和聚甲基苯基硅氧烷(PMPS)對雙酚A型環(huán)氧樹脂進行改性，雖然改性樹脂 的沖擊強度、阻燃性有較大提高，但是體系的耐熱性能沒有得到明顯的提高， 尤其是玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)基本沒有提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的缺點，提供一種可以提高環(huán)氧 樹脂耐熱性的聚苯基甲氧基硅烷。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述聚苯基甲氧基硅烷的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述聚苯基甲氧基硅烷改性環(huán)氧樹脂的方 法。

本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種聚苯基甲氧基硅烷(簡稱PPMS)，主鏈是硅氧鏈段，支鏈為苯基 和甲氧基鏈段，相對分子質(zhì)量為700～2000，活性甲氧基(W_OCH3)含量為 10％～20％(質(zhì)量)，結(jié)構(gòu)式如式1所示：

式1

式1中，Ph是苯基，m和n為自然數(shù)。

上述聚苯基甲氧基硅烷(PPMS)的制備方法，包括下述步驟：首先將 苯基三甲氧基硅烷單體和二苯基二甲氧基硅烷單體混合并攪拌均勻，0.4～ 0.6小時內(nèi)加入去離子水和催化劑的混合液，回流反應1.3～1.7小時后減壓 蒸餾，將反應生成的甲醇和水蒸出，再降至室溫、過濾，制得聚苯基甲氧基 硅烷。

所述苯基三甲氧基硅烷單體的用量為50～150重量份，優(yōu)選為100重量 份。二苯基二甲氧基硅烷單體為60重量份。

所述去離子水為二次蒸餾水，用量為10～50重量份，優(yōu)選為30～40 重量份。

所述催化劑包括鹽酸、硫酸或氫氧化鈉，用量為0.075～0.3重量份，優(yōu) 選為0.15～0.2重量份。

所述反應溫度為40℃～70℃，優(yōu)選為50℃～60℃。

上述聚苯基甲氧基硅烷可應用于改性雙酚A型環(huán)氧樹脂。