[发明专利]一种改性有机硅酚醛树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备领域，尤其涉及一种改性有机硅酚醛树脂的制备方法。

背景技术

酚醛树脂通常在催化剂的作用是指一类合成树脂，通过缩聚反应制备醛化合物，酚类化合物，统称为酚醛树脂。苯酚的酚化合物是最经常使用的，其他也可以使用甲酚，腰果酚，甲酚，二芳万基苯酚，双酚A或几种酚类化合物；和醛化合物中最常用的主要是甲醛，其它常见糠醛，甲醛，乙醛或几种醛的混合物。酚醛树脂是人类工业生产至今最早合成了的树脂之一，已超过100年的发展历史。在1910年，世界上第一家从事酚醛树脂成型生产的公司在德国柏林建立，开启了广泛工业生产合成聚合物的新篇章。酚醛树脂的生产，原料来源的需要非常广泛，所需投资少，制造和加工设备，生产工艺简单不复杂；与此同时，该酚醛树脂具有其独特的交联网络结构的结构，因此该酚醛树脂固化物可满足大部分的生产要求，因此在很多工业领域得到广泛应用。日常制造加工中常常用于生产酚醛树脂涂料，粉末制造成型，层压塑料，各种用途的粘合剂。

酚醛树脂的性能可以通过改性进一步提高，其主要方式就是通过化学改性。酚醛树脂中含有大量酚羟基和亚甲基，容易发生氧化反应和吸水反应，改性的主要目的就是通过减少酚醛树脂中活性基团的数目，生成稳定结构，提高酚醛树脂的粘合性能，改进其脆性大，不耐水的缺点，增强其耐热性，改善复合材料的成型工艺条件等。

发明内容

本发明旨在解决上述问题，提供一种改性有机硅酚醛树脂的制备方法。

本发明的技术方案为：

一种改性有机硅酚醛树脂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）取6g苯基三乙氧基硅烷，50ml乙醇，50ml蒸馏水，一起加入200ml烧瓶内，加入盐酸调节PH值为5-6之间，放入转子搅拌，水解；

（2）将融化的苯酚称取94g加入三口烧瓶中，取甲醛溶液，以及在搅拌下缓慢将3.7g NaOH粉末加入反应器，加热回流反应，期间不断脱除水分；

（3）加入有机硅水解低聚物，并补加0.2mol甲醛回流反应2小时，减压蒸馏，得到粘稠状热固性有机硅改性酚醛树脂。

本发明所述的改性有机硅酚醛树脂的制备方法，所述水解时间为5-6小时。

本发明所述的改性有机硅酚醛树脂的制备方法，其所述水解温度为20-30℃。

本发明所述的改性有机硅酚醛树脂的制备方法，所述加热回流反应时间为5.5-6小时。

本发明所述的改性有机硅酚醛树脂的制备方法，所述有机硅的含量为20%。

本发明的技术效果在于：

本发明所述的改性有机硅酚醛树脂的制备方法，通过先制备线性酚醛树脂、再加入苯基三乙氧基硅烷的水解物与之共混反应制得有机硅杂化酚醛树脂，确定苯基三乙氧基硅烷的质量分数为20%的时候，有机硅改性酚醛的耐热性能达到最佳。本发明所述的制备方法工艺简单，易于操作，适于推广应用。

具体实施方式

实施例1

一种改性有机硅酚醛树脂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）取6g苯基三乙氧基硅烷，50ml乙醇，50ml蒸馏水，一起加入200ml烧瓶内，加入盐酸调节PH值为5-6之间，放入转子搅拌，水解；

（2）将融化的苯酚称取94g加入三口烧瓶中，取甲醛溶液，以及在搅拌下缓慢将3.7g NaOH粉末加入反应器，加热回流反应，期间不断脱除水分；

（3）加入有机硅水解低聚物，并补加0.2mol甲醛回流反应2小时，减压蒸馏，得到粘稠状热固性有机硅改性酚醛树脂。

本发明所述的改性有机硅酚醛树脂的制备方法，所述水解时间为5小时。

本发明所述的改性有机硅酚醛树脂的制备方法，其所述水解温度为20℃。

本发明所述的改性有机硅酚醛树脂的制备方法，所述加热回流反应时间为5.5小时。

本发明所述的改性有机硅酚醛树脂的制备方法，所述有机硅的含量为20%。

有机硅含量的增加对酚醛树脂的耐热性明显有所改进，改性后的酚醛树脂比未改性的残炭率要高尚5-8个百分点。通过不同有机硅含量的酚醛树脂对比可以发现，有机硅含量的大小对固含量的大小影响不大，随着有机硅改性剂含量上升固含量有轻微的上升。残炭率的比重随着有机硅含量的上升先增大再减小，当PTES的含量为20%时，树脂的耐热性最好，高于或者低于20%时树脂的残炭量都有所下降。有可能是有机硅的含量增加使得有机硅单体自身发生竞争聚合反应，使链段增长，影响了树脂本身的交联体系，树脂的韧性增加，耐热性有所减小。所以PTES改性剂的最佳用量取20%为宜。