[发明专利]一种高强度无溶剂室温固化有机硅树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度无溶剂室温固化有机硅树脂及其制备方法，将含氢MDQ树脂与乙烯基羟基硅油在催化剂A作用下进行脱氢缩合反应，得到含MDQ高强度室温固化有机硅树脂，该发明制备得到的有机硅树脂可以显著增加室温固化硅树脂的强度，完全固化后拥有更好的力学性能、电性能以及优良的三防性能，由于不含溶剂，满足环保要求，在材料三防涂料领域有广阔的应用前景。

技术领域

本发明是一种高强度无溶剂室温固化有机硅树脂及其制备方法，具体涉及一种含MDQ的高强度无溶剂室温固化有机硅树脂及其制备方法，属于硅树脂材料领域。

背景技术

有机硅树脂是高度交联的网状结构的聚有机硅氧烷，通常是用甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷或甲基苯基二氯硅烷的各种混合物，在有机溶剂如甲苯存在下，于较低温度下水解得到的酸性水解物。其结构以Si-O键为主链，Si-O键键能大，结构稳定，因此，有机硅树脂具有很好的耐温性、耐侯性及耐腐蚀性，能有效延长涂层使用周期，减少维护费用。但由于常规有机硅树脂其分子链的柔韧性不足硅橡胶，使用时也难以同时满足所需的强度、柔韧性、耐高温性及常温固化性能。为赋予硅树脂一定的弹性与柔性，通过适当的控制交联度可以制备得到兼具树脂和橡胶特性的弹塑性硅树脂材料，其固化之后既有橡胶的柔韧性又有一个平滑的表面，并具有耐高低温冲击、高频介电性能好、三防性能出色等优点, 弹塑性有机硅树脂的综合性能优异，但某些性能，如固化后强度等需要再提高。

MQ树脂是一类具有三维网状结构的硅树脂，由单官能度的硅氧单元（R₃SiO_1/2，即M单元，和四官能度的硅氧单元（SiO₂，即Q单元）水解缩合而成。MQ树脂具有优良的耐候、耐辐射和润滑性能，常用于聚合物材料的补强和有机硅压敏胶的增粘剂。公布号为CN110317343A的发明专利公开了一种含MQ结构单元单组份室温固化有机硅树脂及其制备方法，采用含氢MQ硅树脂与苯基羟基硅油或苯基羟基硅树脂缩合反应后，再加入羟基烷氧基硅烷在催化剂的存在下进行封端而得到所需硅树脂，具有漆膜固化强度高、透明度好、韧性好、表面光滑、三防性能佳等优点。但该树脂在制备时，以甲苯为溶剂，并不满足环保要求。

现有技术中，MDQ树脂是在MQ树脂结构的基础上增加了双官能度硅氧单元（R¹R²SiO，即D单元）的聚硅氧烷化合物，可用作液体硅橡胶的补强材料、压敏胶的填料和有机硅防粘剂。例如：公布号为CN110698674A的发明专利公开了一种可化学交联固化的含氟MDQ类型硅树脂及其制备方法，该方法以含有氟原子的三氟丙基官能化的硅氧烷为反应原料，通过共水解缩聚反应制备得到结构均匀和稳定的含氟MDQ树脂，其分子中含有可参与反应的活性硅乙烯基官能团，既可以在过氧化物硫化剂作用下交联固化，也可在硅氢加成催化剂作用下，与含有活泼硅氢键的化合物或聚合物发生硅氢加成反应，使其作为下游的反应中间体或者补强填料，在提高树脂增强有机硅复合材料机械力学性能的同时，避免产生缝隙或裂纹。该专利提供了一种含氟MDQ树脂，由于其含有活性硅乙烯基官能团，因此可以通过硅氢加成反应引入下游产品中，以提高树脂的力学性能，但该涂料仍然不能避免会使用溶剂，且反应复杂。

除此之外，公布号为CN104892938A的发明专利公开了一种MDQ类型苯基含氢硅树脂及其制备方法，该制备方法采用四官能、二官能化合物、封头剂和溶剂，在酸性催化剂下经过水解、中和、缩聚制备的含苯基和氢的MDQ树脂，制备时，可通过单体原料配比、反应时间、温度、pH值等条件来控制产物粘度、折光率、氢封头剂含量等，从而与相应的苯基乙烯基硅树脂加成得到不同硬度、力学强度的产品。由此可以知道，该专利提供了通过乙烯基加成反应而引入硅树脂的MDQ结构，但该方式制得的涂料并不能达到所需的室温固化效果。

基于上述情况，亟待需要找到一种新的能够引入有机硅树脂的结构单元，该结构单元的引入不仅能增强有机硅树脂的力学性能、电性能及三防性能等物理性能，具备室温固化强度，其合成工艺还能避免使用溶剂，无溶液污染，实现绿色环保生产。

发明内容