[發明專利]水性有機硅改性環氧樹脂及其制備方法

有效

• 申請號: 201310429418.X
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103467672A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 劉海峰;哈成勇;楊番;張濤
• 申請（專利權）人: 廣州中國科學院工業技術研究院
• 主分類號: C08F283/10
• 分類號: C08F283/10;C08F230/08;C08F212/08;C08F220/06;C08F220/14;C08F220/18
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 萬志香;曾旻輝

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，特別是涉及一種水性有機硅改性環氧樹脂及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂具有優良的粘結性、優異的電絕緣性、較好的機械性能、良好的耐腐蝕性和耐化學性，但是其耐候性、耐熱性和耐沖擊性能不理想，在很大程度上限制了它的更廣泛的應用。

有機硅具有耐高低溫、耐候性、耐腐蝕、電氣絕緣、耐氧化穩定性、表面張力低等優異特性。但是有機硅樹脂的機械性能和耐油性、耐有機溶劑性較差等缺點。而將兩者配合使用，可改善一些各自固有的缺點。

目前，制備水性有機硅環氧樹脂方面，主要集中在以含有單硅的硅烷偶聯劑為原料在環氧樹脂中引入硅，此法引入硅含量有限，對環氧樹脂的改性效果不理想，其耐候性、韌性較差。同時由于單硅的硅烷偶聯劑中的Si-O-CH₃易水解，容易產生凝膠，使其改性的環氧樹脂不能久存。

發明內容

基于此，本發明提供一種水性有機硅改性環氧樹脂。

解決上述技術方法的具體技術方案如下：

一種水性有機硅改性環氧樹脂，由下述重量份的原料制備而成：

雙酚A型環氧樹脂100份，

有機溶劑50-200份，

丙烯酸單體10-50份，

苯乙烯10-50份，

γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷10-80份，

引發劑1-5份。

在其中一些實施例中，所述γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷為70-80份。

在其中一些實施例中，所述有機溶劑為乙二醇醚、烷氧基-2-丙醇化合物、烷氧基-2-乙醇化合物、正丁醇或正丙醇的一種或兩種。

在其中一些實施例中，所述乙二醇醚為乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚或乙二醇單丁醚；所述烷氧基-2-丙醇化合物為1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、1-丙氧基-2-丙醇或1-丁氧基-2-丙醇。

在其中一些實施例中，所述丙烯酸單體為丙烯酸和/或甲基丙烯酸和/或丙烯酸酯。

在其中一些實施例中，所述丙烯酸酯為丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯或甲基丙烯酸丁酯。

在其中一些實施例中，所述雙酚A型環氧樹脂的型號為E-44、E-20或E-10。

在其中一些實施例中，所述引發劑為過氧化苯甲酰。

本發明還提供一種水性有機硅改性環氧樹脂的制備方法，所述制備方法，包括以下步驟：

（1）將雙酚A型環氧樹脂溶解于有機溶劑，與丙烯酸單體、苯乙烯、γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷在引發劑的作用下，發生共聚反應；

（2）減壓蒸餾，中和劑調節pH至7-8，即得。

在其中一些實施例中，所述共聚反應的溫度為110-130℃，時間為2-5h；所述的中和劑為氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三乙胺或二甲基乙醇胺。

本發明所述一種水性有機硅改性環氧樹脂及其制備方法，具有以下優點和有益效果：

（1）本發明所述水性有機硅改性環氧樹脂，使用γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷，其硅含量較傳統單硅的硅烷偶聯劑(γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷等)的含量顯著增加，約為傳統硅含量的四倍（摩爾量），所制得的環氧樹脂的耐候性和韌性性能得到顯著提升；這是由于γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷中的Si-O-Si鍵在水中穩定，不易發生水解聚合反應，從而避免了單硅的硅烷偶聯劑Si-OCH₃聚合過程中的水解凝膠，提高了乳液的反應速率、存儲穩定性。

（2）本發明所述水性有機硅改性環氧樹脂的制備方法簡單易操作，各種技術參數便于控制，且對生產設備無特殊要求，生產效率高，工藝簡單。

具體實施方式

以下將結合具體實施例對本發明做進一步說明。

下述實施例中所述γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷又稱TRIS，購自阿拉丁試劑。

實施例1

一種水性有機硅改性環氧樹脂，由下述重量份的原料制備而成：

雙酚A型環氧樹脂：E-44型環氧樹脂100份，

有機溶劑：乙二醇單甲醚和正丁醇以質量比為1:1混合，所得的混合液50份，

丙烯酸10份，

苯乙烯10份，

γ-甲基丙烯酰氧丙基三（三甲基硅氧基）硅烷10份，

引發劑：過氧化苯甲酰1份。