[發(fā)明專利]一種環(huán)氧樹脂/聚硅氧烷/聚氨酯聚合物材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910851177.5
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110467711B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 文欽;黃坤
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢海威船舶與海洋工程科技有限公司
• 主分類號: C08G18/61
• 分類號: C08G18/61;C08G18/58;C08L75/04
• 代理公司: 武漢智嘉聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 42231
• 代理人: 易賢衛(wèi)

本發(fā)明公開了一種環(huán)氧樹脂/聚硅氧烷/聚氨酯聚合物材料及其制備方法，所述環(huán)氧樹脂/聚硅氧烷/聚氨酯聚合物材料按重量份數(shù)計包括：聚硅氧烷10～50份，環(huán)氧樹脂50～90份，催化劑0.2～0.5份，異氰酸酯50～200份，促進劑0.5～2份；所述環(huán)氧樹脂/聚硅氧烷/聚氨酯聚合物材料含有環(huán)氧樹脂、聚硅氧烷、聚氨酯，其中所述聚硅氧烷至少含有2個羥基；所述聚硅氧烷的一羥基端在所述催化劑的作用下與所述環(huán)氧樹脂上的羥基發(fā)生縮合反應(yīng)以Si?O?C鍵連接，所述聚硅氧烷的另一羥基端則在所述促進劑的作用下與所述異氰酸酯上的?NCO基團反應(yīng)連接生成了氨酯鍵。本發(fā)明所得的環(huán)氧樹脂/聚硅氧烷/聚氨酯聚合物材料的耐候性能好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子復(fù)合材料制造領(lǐng)域，尤其涉及一種環(huán)氧樹脂/聚硅氧烷/聚氨酯聚合物材料及其制備方法。

背景技術(shù)

聚硅氧烷以Si-O-Si為主鏈，有機基團直接與硅原子相連接的雜化高分子材料。Si-O-Si結(jié)構(gòu)最大的特點是鍵角大，鍵長長，鍵能大。Si-O-Si的鍵角很大，為140°，相比較而言，Si-C-Si的鍵角為111°，脂肪族中C-O-C的鍵角為109°，所以Si、O之間更容易發(fā)生旋轉(zhuǎn)，鏈的柔順性更強。聚硅氧烷的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度非常低，聚二甲基硅氧烷的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度是所有高分中最低的，為-123℃。Si-O鍵的離解能為460.5KJ/mol，顯著高于C-O鍵的358.0KJ/mol，C-C鍵的304KJ/mol，單純的熱運動不足以使Si-O鍵發(fā)生均裂，所以聚硅氧烷具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。由于聚硅氧烷所具有的上述優(yōu)良特性，在航空航天，新材料，能源信息等新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，聚硅氧烷所起到的支撐作用越來越明顯，已經(jīng)成為了現(xiàn)代工業(yè)與日常生活中不可替代的重要材料。

聚氨酯是高分子結(jié)構(gòu)主鏈上含有許多氨基甲酸酯基團的聚合物的統(tǒng)稱，通常由異氰酸酯硬段與多元醇的軟緞所組成。柔性鏈段在常溫下有許多的構(gòu)象，呈無規(guī)卷曲狀，而剛性鏈段構(gòu)象不易改變，常溫下伸展成棒狀。由于聚氨酯軟硬段相間的結(jié)構(gòu)，因此聚氨酯具有以下特性：優(yōu)異的耐磨性，是天然橡膠的2～10倍；較高強度和彈性，在較寬硬度范圍內(nèi)保持較高彈性，且同硬度下比其他彈性體承載能力高；耐油脂及耐化學(xué)品性能優(yōu)良；耐疲勞性能好，適用于高頻撓曲；抗沖擊性強；低溫柔順性好。

聚硅氧烷雖然具有表面能低，熱穩(wěn)定性好，疏水性強的優(yōu)點，但是其力學(xué)強度低，耐溶劑性差；聚氨酯雖然力學(xué)性能良好，耐化學(xué)試劑性能優(yōu)良，抗沖擊性強，但是耐高溫以及耐水性較差，兩者存在的諸多問題限制了其應(yīng)用。用聚硅氧烷改性聚氨酯，在保持聚氨酯良好力學(xué)性能、耐化學(xué)試劑性好、抗沖擊性強、易加工等優(yōu)良性能的同時也引入聚硅氧烷的耐高溫、耐候、耐紫外線、附著力低等特性，能夠同時彌補聚硅氧烷與聚氨酯的不足之處，達(dá)到相互改性，優(yōu)勢互補的目的，從而得到綜合性能優(yōu)良的材料，擴大聚氨酯材料的適用范圍。

中國專利CN 109536116 A公開了一種耐化學(xué)品腐蝕濕氣固化聚氨酯熱熔膠及其制備方法，其步驟為在聚硅氧烷中引入丙烯酸酯得到有機硅丙烯酸共聚物，再用改性聚硅氧烷與聚醚二元醇以及異氰酸酯反應(yīng)得到耐化學(xué)品腐蝕濕氣固化聚氨酯熱熔膠，該熱熔膠的初粘性、耐化學(xué)品腐蝕性得到了改善。

中國專利CN102504524 A公開了聚硅氧烷改性聚氨酯-環(huán)氧樹脂聚合物材料的及其制備方法和用途，其通過將聚硅氧烷加入到聚氨酯與環(huán)氧樹脂的體系中，得到一種應(yīng)用于汽車工業(yè)、電子工業(yè)的阻尼材料。

中國專利CN105622891A公開了一種聚硅氧烷乳液改性水性聚氨酯乳液的制備方法，將聚硅氧烷單體制備成聚硅氧烷乳液，再將聚硅氧烷乳液滴加到異氰酸酯與低聚物多元醇的預(yù)聚物乳液中，再加入胺類擴鏈劑得到聚硅氧烷乳液水性聚氨酯乳液，利用該乳液制備的乳膠膜的耐水性及力學(xué)性能得到提高。

中國專利CN102702552A公開了水性聚氨酯/聚乙烯基硅氧烷乳液有機/無機雜化膜制法，首先將異氰酸酯與聚醚多元醇生成聚氨酯乳液，利用該乳液作為乳化劑，將乙烯基硅油加入其中，充分反應(yīng)后形成以乙烯基硅油為核水性聚氨酯乳液為殼的核殼結(jié)構(gòu)復(fù)合乳液，最終隨著水分的慢慢揮發(fā)形成互穿結(jié)構(gòu)的水性聚氨酯/聚乙烯基硅氧烷乳液有機/無機雜化膜。