[發明專利]一種高熱殘重改性環氧樹脂及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201810349662.8
• 申請日: 2018-04-18
• 公開（公告）號: CN108503798B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 鄒華維;李瑞;陳洋;羅杰民;梁梅
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08G59/14
• 分類號: C08G59/14;C08L63/00
• 代理公司: 成都高遠知識產權代理事務所(普通合伙) 51222
• 代理人: 李高峽;張娟

本發明公開了一種改性環氧樹脂，本發明提供了一種預反應環氧樹脂，它是由下列重量配比的組分制備而成：環氧樹脂100份、多官能度硅烷3.16～6.31份、催化劑0.25～1.0份。本發明還提供了一種有機硅改性環氧樹脂，它是由下列重量配比的組分制備而成：預反應環氧樹脂103.41～107.41份、有機硅中間體0～40份、催化劑0.25～1.0份、固化劑25.5～45份。本發明創造性地利用多官能度硅烷小分子對環氧分子進行預反應，借此提高環氧樹脂的活性官能團量，之后再通過接枝引入羥基封端的有機硅中間體，從而使得環氧固化體系的沖擊韌性提升顯著，有效改善了有機硅和環氧樹脂相容性，顯著提高了其熱降解穩定性和熱殘重率，減緩了固化體系的降解過程。

技術領域

本發明涉及一種高熱殘重改性環氧樹脂及其制備方法和用途。

背景技術

環氧樹脂泛指含有兩個或兩個以上的環氧基，以脂環族、脂肪族或芳香族等有機物為骨架且能通過環氧基團間的反應生成有使用價值的熱固性材料的高分子低聚體。環氧樹脂一般是液態或者固態的預聚體，它具有線性結構且自身不會固化，因而需要使用固化劑使其固化后才能作為材料使用。我們在實際應用中所說的環氧樹脂，實際上指的就是含有固化劑以及其他添加劑的配方樹脂或者其固化物。最為常用的是縮水甘油醚型環氧樹脂，其中，雙酚A型環氧樹脂占據環氧樹脂市場約80％的份額。

環氧樹脂具有很高的內聚強度，因而它的粘接強度特別高，而且粘結面也特別廣，可以粘接除聚烯烴之外的幾乎所有的材料。環氧樹脂固化反應過程中沒有小分子析出，使得其固化過程中收縮率很低，收縮率小于2％，是熱固性樹脂中收縮率最小的一種。環氧樹脂具有良好的化學穩定性，不含鹽、堿等雜質的環氧樹脂不易變質。由于環氧樹脂具有上述優點，其廣泛用于膠粘劑、涂料、輕工、機械、建筑、航空航天、電子電氣絕緣材料、先進復合材料等各個領域。

但是，環氧樹脂存在耐熱性較差的缺點，從而限制了環氧樹脂在一些高新技術行業的應用，特別是限制了環氧樹脂在結構材料等復合材料方面的廣泛應用。材料的結構很大程度上決定其性能，為滿足不同的性能要求，可以對環氧樹脂進行改性來達到性能要求。

例如，常金等.甲基苯基有機硅低聚體改性環氧樹脂的韌性及熱殘重.高分子材料科學與工程.2013(08)公開了一種甲基苯基有機硅低聚體改性環氧樹脂，其600℃熱殘重為27.19％，與未改性的環氧樹脂相比，提高了21.83％，但是仍然不能滿足實際應用的需求。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種高熱殘重改性環氧樹脂及其制備方法和用途。

本發明提供了一種預反應環氧樹脂，它是由下列重量配比的組分制備而成：

環氧樹脂100份、多官能度硅烷3.16～6.31份、催化劑0.25～1.0份。

優選的，它是由下列重量配比的組分制備而成：

環氧樹脂100份、多官能度硅烷4.21～6.31份、催化劑0.5～1.0份。

更優選的，它是由下列重量配比的組分制備而成：

環氧樹脂100份、多官能度硅烷6.31份、催化劑0.5～0.75份。

進一步的，所述環氧樹脂為環氧樹脂E51或E44；和/或，所述多官能度硅烷為異氰酸丙基三乙氧基硅烷或四乙氧基硅烷；和/或，所述催化劑為二月桂酸丁基錫或鈦酸四異丙酯。

本發明提供了一種制備所述的預反應環氧樹脂的方法，步驟如下：

按照所述比例取原料，環氧樹脂、多官能度硅烷在催化劑下反應，得預反應環氧樹脂。

進一步的，所述預反應環氧樹脂是由以下方法制得的：惰性環境下，將環氧樹脂、多官能度硅烷加入反應器，50±5℃下，加入催化劑，反應3～5h，即得。

所述的預反應環氧樹脂在制備有機硅中間體改性環氧樹脂中的用途。