[发明专利]有机硅改性环氧树脂、其制备方法以及有机硅改性环氧树脂胶黏剂

说明书

本发明属于高分子材料合成及加工领域，具体涉及一种有机硅改性环氧树脂、其制备方法以及有机硅改性环氧树脂胶黏剂，制备方法包括：在惰性气体保护下，将环氧氯丙烷与氢化双酚A、催化助剂混合；再将碱性溶液加入进行反应，得到双酚A环氧树脂反应粗液；将γ‑氯丙基甲基二烷氧基硅烷、苯基三烷氧基硅烷与有机溶剂混合，再加入稀盐酸后反应，得到有机硅改性剂中间体；将双酚A环氧树脂反应粗液与有机硅改性剂中间体接触进行加碱反应，经分离、洗涤和干燥后得到耐高温抗酸腐的有机硅改性环氧树脂。该制备方法能够一步完成有机硅制备及其与环氧树脂粗液共混，操作简单、无污染；所得胶黏剂具有优良的抗冲击、耐高温及耐酸腐蚀。

技术领域

本发明属于高分子材料合成及加工领域，具体涉及一种有机硅改性环氧树脂、其制备方法以及有机硅改性环氧树脂胶黏剂。

背景技术

环氧树脂(EP)具有优良的力学性能、热性能、化学稳定性和耐腐蚀性以及其易加工成型和成本低廉等优点，它作为化工工艺设备中的基体材料已得到广泛应用；同时由于其具有优异的粘接性能被广泛应用于胶粘剂、涂料等领域。然而，由于纯环氧树脂的固化物具有较高的交联骨架结构，且固化后基体材料较脆，其耐酸腐条件下的开裂性能、抗冲击性较差，已不能完全满足对材料性能要求较高的相关化工领域。

近年来国内外研究人员主要采用共混、共聚等方法对环氧树脂进行改性，如采用热塑性聚合物、有机硅、纳米材料等作为改性物质；其中，有机硅具有低表面能及低温柔韧性等优点，既能降低环氧树脂内应力，又能增加环氧树脂耐热及耐酸腐蚀性能，采用有机硅作为改性剂成为改性环氧树脂的有效途径。而在有机硅的分子链上引入能与环氧树脂的环氧基反应的官能团，如酚羟基、羧基、氨基等基团是改进二者相容性的一条重要途径。

T.Takahashi等人在聚硅氧烷分子链的二端引入氨基，通过氨基与环氧基的反应，制得了聚硅氧烷改性环氧树脂，该有机硅改性剂结构式为：

其中，R为-H、-Si(CH₃)₃，m、n均为整数，分别取值在1和5之间。该有机硅改性剂明显降低了环氧树脂的模量，在增大其韧性的同时，改善了树脂的耐酸腐及耐热性能。但是其制备工艺较为繁琐，环氧树脂与有机硅的合成采取单独的制备工艺且合成条件苛刻，不能进行连续化操作。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术采用有机硅改性环氧树脂中存在的问题，提供一种有机硅改性环氧树脂及其制备方法和有机硅改性环氧树脂胶黏剂，该制备方法能够在后续工艺中一步完成有机硅的制备及其与环氧树脂粗液的共混，工艺操作简单、无污染，由该树脂产品制备的胶黏剂具有优良的力学性能、耐高温及耐酸腐蚀。

为了实现上述目的，本发明提供一种有机硅改性环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

(1)在惰性气体保护下，将环氧氯丙烷与氢化双酚A、催化助剂混合形成混合溶液；再将碱性溶液加入所述混合溶液中进行反应，得到双酚A环氧树脂反应粗液；

(2)将γ-氯丙基甲基二烷氧基硅烷、苯基三烷氧基硅烷与有机溶剂在80～90℃下混合，再加入稀盐酸后反应4～6h，除去水层得到有机硅改性剂中间体；

(3)将所述双酚A环氧树脂反应粗液与有机硅改性剂中间体接触，并加入碱性溶液进行反应，经分离、洗涤和干燥后得到耐高温抗酸腐的有机硅改性环氧树脂；

步骤(1)和步骤(3)中所述碱性溶液为碱金属氢氧化物溶液。

根据本发明提供的制备方法，优选地，步骤(1)中，所述环氧氯丙烷与氢化双酚A的摩尔用量比为(3～9)：1，所述催化助剂的用量为氢化双酚A质量的0.01～0.3％；将碱性溶液分两次加入所述混合溶液中进行反应，每次加入的所述碱性溶液中溶质与氢化双酚A的摩尔用量比为(0.5～1)：1。

优选地，步骤(1)中，将环氧氯丙烷与氢化双酚A、催化助剂加热搅拌进行混合，加热温度为30～50℃；