[发明专利]一种光固化环氧基氟苯硅树脂的制法及在涂料涂层中的应用

说明书

一种光固化环氧基氟苯硅树脂的制法，将环氧基硅烷与氟烃基硅烷、苯基硅烷或苯基硅氧烷低聚体等进行水解共缩聚，首先合成环氧基/氟烃基/苯基共改性的硅树脂EPFSi——即环氧基硅氧烷‑co‑氟烃基硅氧烷‑co‑苯基硅氧烷或环氧基硅氧烷‑co‑氟烃基硅氧烷‑co‑(苯基硅氧烷‑co‑烷基硅氧烷)低聚体的共聚物。然后，以EPFSi作拒水拒油组分，再将该树脂与硅烷氧基改性环氧树脂SiER、活性环氧稀释剂、阳离子光固化剂等组合制成光固化涂料（EPFSi/SiER），应用表明，在紫外光照作用下，该涂料不仅能快速交联固化成坚硬的涂层(膜)，且涂层还可拥有良好的防水、阻燃、耐盐雾、耐老化效果及理想的附着力。

技术领域

本发明属于功能树脂、涂料与涂层领域，具体地说，涉及一种光可固化的结构中含环氧基、氟烃基及苯基共改性硅树脂(简称环氧基氟苯硅树脂)的制备方法及该树脂在光固化涂料、涂层中的应用。

背景技术

光固化树脂，亦即在光引发剂作用下能迅速引发单体或树脂之间的化学反应、并交联固化成固体或弹性体的一类物质。光固化树脂因固化速度快、清洁环保、少溶剂低污染，不仅成为树脂涂料的发展方向，且在3D打印、树脂快速固化成型、封装与灌封材料等方面有广泛应用。目前，国内关于光固化树脂的研究主要集中于基于烯基或丙烯酸酯基的光固化树脂所制备的光固化涂料与涂层(CN105778103A，CN111607321A，CN 104177991A等)方面，而关于阳离子光固化环氧基树脂及其构筑的涂料与涂层研究却相对较少。

文献中，虽然关于含Si-OH、Si-OR的拒水油性氟硅树脂研究报道颇多(见CN101775144B、CN103408762B、CN104558458B)，但却鲜有环氧基氟苯硅树脂以及基于该树脂所制备的光固化涂料与涂层的研究报道。

发明内容

本发明目的在于公开一种光可固化的环氧基氟苯硅树脂的制备方法及该树脂在光固化涂料、涂层中的应用。为此，本发明利用分子设计将含D、T型(即含2-3个烷氧基)的环氧基硅烷与氟烃基硅烷、苯基硅烷或苯基硅氧烷低聚体水解共缩聚，首先合成了一种未见报道的环氧基/氟烃基/苯基共改性的硅树脂(简称环氧基氟苯硅树脂，EPFSi)；其次，为克服氟硅树脂拒水拒油性越强、附着力越低的缺陷，本发明又利用氟硅树脂表面能低、易趋表的特性，再将环氧基氟苯硅树脂与附着力强的硅烷氧基改性环氧树脂、阳离子光引发剂等复合，不仅获得了一种光可固化的环氧氟硅涂料，且该涂料还可有效改善现有氟硅树脂涂料涂层附着力低、与其他树脂互溶性差等缺陷。

有机硅树脂，耐候、耐高低温性能与电绝缘性能好，且有一定阻燃功能，在硅树脂的结构中引入苯基基团，可提高树脂的折光指数、并赋予树脂高透光性与耐高温性能；而引入氟烃基，则能使目标树脂具有优异的拒水拒油性能，并进一步改善树脂的户外耐候性与耐老化性能，原因在于C-F键键能(485kJ/mol)大，在紫外光作用下不易断裂；另外，在硅树脂的结构中引入反应性官能团，则在树脂保持原有性能特点的基础上还能进一步赋予目标树脂以官能团所特有的反应性。基于此，本发明采取了如下技术方案：

一种光固化环氧基氟苯硅树脂(EFPSi)，为结构中含有D(二官能，RR′SiO_2/2)和/或T型(三官能，RSiO_3/2)环氧基硅氧烷、氟烃基硅氧烷、苯基硅氧烷或苯基硅氧烷低聚体等链节的共聚物，换言之即为环氧基硅氧烷-co-氟烃基硅氧烷-co-苯基硅氧烷、或环氧基硅氧烷-co-氟烃基硅氧烷-co-苯基硅氧烷低聚体的共聚物，系用环氧基硅烷与氟烃基硅烷、苯基硅烷或苯基硅氧烷低聚体的多元水解缩聚反应制得。