[发明专利]一种环氧基邻苯二甲腈/聚硅氧烷共聚树脂的制备方法

说明书

本发明公开一种环氧基邻苯二甲腈/聚硅氧烷共聚树脂的制备方法,涉及有机合成技术领域；将甲基或苯基烷氧基硅烷与氨基烷氧基硅烷水解缩合，获得聚硅氧烷，在反应体系中加入环氧基邻苯二甲腈，进行反应，获得环氧基邻苯二甲腈/聚硅氧烷共聚树脂，制备方法过程简单、操作方便、工艺可控、条件温和、重复性好、成本低廉，便于推广使用，制得环氧基邻苯二甲腈/聚硅氧烷共聚树脂材料室温下具有流动性，成型加工温度低，完全固化后具有良好的耐高温性能、热稳定性和热氧稳定性，在耐高温涂层、航空航天等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明公开一种制备方法,涉及有机合成技术领域，具体地说是一种环氧基邻苯二甲腈/聚硅氧烷共聚树脂的制备方法。

背景技术

聚硅氧烷树脂是一种性能优异的高分子材料，是含无机Si-O主链和有机侧基的交联型半无机聚合物，兼具有机材料和无机材料的双重特性。目前已经在航空航天、建筑建工、国防产业等领域得到广泛应用。但是，随着军工及航空航天工业等的高速发展，高温腐蚀问题日趋凸显，现有的聚硅氧烷树脂防护涂层已经无法满足当前发展的需要。

邻苯二甲腈树脂又叫酞腈树脂，是一类优异的高性能聚合物。最初是由美国海军实验研究室开发的。通常是以4-硝基邻苯二甲腈为初始原料，与诸多酚类有机物在弱碱性条件下制备而成。邻苯二甲腈单体在加热条件下通过打开氰基三键进行本体加成聚合来实现固化，整个过程不会释放小分子副产物，因此收缩率很低。然而单体分子自身固有的结构特征，导致单体熔点和固化温度较高，固化时间较长，因熔融温度和固化温度的温差导致加工窗口较窄，且固化产品具有很大的脆性，严重限制了其应用范围。

发明内容

本发明针对现有技术的问题，提供一种环氧基邻苯二甲腈/聚硅氧烷共聚树脂的制备方法，结合邻苯二甲腈树脂和聚硅氧烷树脂，不仅可以改善树脂脆性，还可以增加树脂残炭率，提高其热稳定性，除此之外还能够降低固化温度，拓宽了加工窗口，扩大了应用范围。

本发明提出的具体方案是：

一种环氧基邻苯二甲腈/聚硅氧烷共聚树脂的制备方法：将甲基或苯基烷氧基硅烷与氨基烷氧基硅烷水解缩合，获得聚硅氧烷,

在反应体系中加入环氧基邻苯二甲腈，进行反应，获得环氧基邻苯二甲腈/聚硅氧烷共聚树脂，所述环氧基邻苯二甲腈具有以下Ⅰ和/或Ⅱ所示结构：

进一步，所述的制备方法中所述甲基或苯基烷氧基硅烷为甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷中的一种或几种的混合。

3、根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征是所述氨基烷氧基硅烷为γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基甲基二乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三乙氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基甲基二甲氧基硅烷、3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷中的一种或几种的混合。

进一步，所述的制备方法中所述甲基或苯基烷氧基硅烷的摩尔百分数为40-95％，所述氨基烷氧基硅烷的摩尔百分数为5-60％。

进一步，所述的制备方法中所述环氧基邻苯二甲腈的用量为氨基烷氧基硅烷摩尔数的0.1-3倍。

进一步，所述的制备方法中所述反应体系中加入有机溶剂，用于溶解反应物和产物，所述有机溶剂为四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或二甲基亚砜。

进一步，所述的制备方法中所述水解缩合的反应温度为45℃-100℃，反应时间为4-24小时。

进一步，所述的制备方法中所述聚硅氧烷与环氧基邻苯二甲腈反应的反应温度为50℃-120℃，反应时间为6-48小时。