[發明專利]含環氧基團的有機硅化合物及其制備方法、環氧樹脂組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 202011428764.2
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN112574418B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 張文清;劉趙興;劉大偉;周萌;張春
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: C08G77/14
• 分類號: C08G77/14;C08G77/06;C08L63/00;C08L83/06;C08L71/00;C08K5/17
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本發明涉及一種含環氧基團的有機硅化合物及其制備方法、環氧樹脂組合物及其制備方法。該有機硅化合物分子中含有?Si?O?C?鍵，具有鍵角大、鍵長長，表面張力低等特點。利用該有機硅化合物中環氧基團的反應性，將有機硅分子長鏈引入環氧樹脂交聯網絡中，與聚醚胺等協同作用，可加快固化速率，極大地改善環氧樹脂固化物的韌性，提升力學性能，同時還大幅提升了固化物的耐光/熱老化性，可在膠粘劑、風電葉片等領域廣泛應用。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種含環氧基團的有機硅化合 物及其制備方法，和由其制備的一種聚醚胺與有機硅協同增韌快速固化環氧樹 脂組合物及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂及具有貯存穩定性高、加工工藝性能好、配方設計靈活多樣、固 化過程體積收縮率低等優點，且其固化物具有優良的機械性能、尺寸穩定性、 耐化學品性、電氣性能、粘結性能等，目前已廣泛應用于生產生活各個領域， 如膠粘劑、復合材料、機械制造、電子電器、航空航天、交通運輸、建筑、軍 工等領域。但固化后的環氧樹脂普遍韌性偏低，導致其實際應用中存在局限性。 例如，專利CN106281166A公開了一種環氧樹脂膠粘劑，雖然粘接性能優異， 但固化后環氧樹脂膠層的脆性大、存在開裂破碎的風險。因此，環氧樹脂的增韌已成為行業研究的熱點。

專利CN108250684A采用對固化劑進行化學改性、制備一種柔性固化劑的 方法，CN102604117A采用對環氧樹脂進行化學改性的方法，專利 CN101525519A則直接采用韌性佳的固化劑來提升環氧固化物的韌性，雖然使固 化物的韌性有所提升，但這三篇專利中所用類型的固化劑都存在所需固化溫度 高、固化速度慢的缺點。專利CN110819283A同樣采用高韌性固化劑對環氧固 化物進行增韌，但只用高韌性固化劑進行增韌的方案過于單一，對韌性的提升 效果非常有限。

徐迪等在《真空灌注用混合型聚醚胺/環氧樹脂固化動力學》中，采用紅外 光譜比較了混合型固化劑/環氧樹脂體系與單一固化劑體系固化速度的差異，研 究發現，采用聚醚胺D-230固化劑的環氧樹脂體系固化速度極慢，4h內固化程 度僅為53％。

因此，開發一種固化速度快、韌性好的環氧樹脂固化體系，已成為行業研 究的熱點

發明內容

本發明的目的在于，針對現有環氧樹脂組合物存在的問題，提供一種含環 氧基團的有機硅化合物及其制備方法，該有機硅化合物分子中含有-Si-O-C-鍵， 具有鍵角大、鍵長長，表面張力低等特點。

本發明還提供了一種聚醚胺與有機硅協同增韌快速固化環氧樹脂組合物及 其制備方法。利用上述有機硅化合物中環氧基團的反應性，將有機硅分子長鏈 引入環氧樹脂交聯網絡中，與聚醚胺等協同作用，可加快固化速率，極大地改 善環氧樹脂固化物的韌性，提升力學性能，同時還大幅提升了固化物的耐光/熱 老化性，可在膠粘劑、風電葉片等領域廣泛應用。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一方面，提供一種含環氧基團的有機硅化合物，其結構如式I所示

其中，R選自含有-Si-O-C-、-Si-O-Si-、-C-O-C-、酯基等結構中的一種或幾 種的鏈節，優選為m＝3～6，n＝5～10；

優選地，所述含環氧基團的有機硅化合物，其結構如式Ⅱ或式Ⅲ所示：

式中，m＝3～6，n＝5～10。

本發明中，還提供一種上述式I所示結構的含環氧基團的有機硅化合物的制 備方法，以式Ⅱ或式Ⅲ所示結構的含環氧基團的有機硅化合物為例，步驟包括：

S1、在惰性氣體氛圍下，將反應物1、氯鉑酸催化劑、對苯二酚溶于甲苯中， 加熱攪拌，得到混合液；