專利名稱：一種耐高溫改性環(huán)氧樹脂及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種耐高溫改性環(huán)氧樹脂及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)背景
環(huán)氧樹脂以其優(yōu)良的粘結(jié)性能和力學(xué)性能廣泛應(yīng)用于涂裝等行業(yè)，但由于耐熱性 較差，限制了其使用。對(duì)于耐高溫涂層而言，要求樹脂基體既有較好的附著力、耐沖擊性和 韌性，還必須能夠耐溫在350°C以上。引入有機(jī)硅來(lái)改性環(huán)氧樹脂是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的既 能降低環(huán)氧樹脂內(nèi)應(yīng)力，又能增加環(huán)氧樹脂韌性、耐高溫性等性能的有效途徑，但往往耐溫 性只能承受到25(T30(TC ；市場(chǎng)上的耐高溫樹脂一般是在添加較大質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的無(wú)機(jī)填料 (如鋁銀漿等)才實(shí)現(xiàn)優(yōu)越的耐溫性能，但是這種涂料由于較高的固含量，無(wú)法添加其他顏 填料，而限制了其使用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種耐高溫改性環(huán)氧樹脂及其制備方法。以實(shí)現(xiàn)其與一般 常用的胺類固化劑固化后所得到的涂層的耐溫性能達(dá)到350°C以上，涂層附著力強(qiáng)、柔韌性 和抗沖擊性能提高、且工藝簡(jiǎn)單。本發(fā)明的耐高溫改性環(huán)氧樹脂是由聚甲基硅烷與雙酚A型環(huán)氧樹脂在隔絕空氣 條件下于10(Γ180 反應(yīng)纊24小時(shí)改性后生成的產(chǎn)物，其雙酚A型環(huán)氧樹脂與聚甲基硅烷 的質(zhì)量比為100 :2 20。所述聚甲基硅烷的平均分子量為300 600之間，粘度為0. 1(Γθ. 31PaXs之間。所述雙酚A型環(huán)氧樹脂的環(huán)氧值為0. 16、.8(^/10(^，其包括4，5_環(huán)氧環(huán)己 烷-1，2- 二甲酸二縮水甘油酯環(huán)氧樹脂、4，4 ‘ - 二胺基二苯甲烷環(huán)氧樹脂中的一種或一種 以上的混合物。耐高溫改性環(huán)氧樹脂的制備方法，包括以下步驟
(1)在雙酚A型環(huán)氧樹脂中加入2 20%重量份的聚甲基硅烷，在通入氮?dú)鈼l件下，超聲 分散，均勻混合；
(2 )將步驟(1)中的混合物在冷凝及通入氮?dú)鈼l件下，在溫度為8(T12(TC，攪拌速度為 800^1000轉(zhuǎn)/分鐘條件下反應(yīng)8 24小時(shí)。耐高溫改性環(huán)氧樹脂應(yīng)用于制備耐高溫涂層，其包括以下步驟(1)在耐高溫改 性環(huán)氧樹脂中入2(Γ30重量份胺類固化劑，噴涂在鋁板上，(2)在7(T9(TC固化廣2小時(shí)； (3)升溫至10(Tl80°C固化2 3小時(shí)。本發(fā)明的聚甲基硅烷是一種含有大量活潑Si-H的液態(tài)聚合物，可以提供活潑氫 原子與環(huán)氧樹脂分子中活潑的環(huán)氧端基和羥側(cè)基反應(yīng)，從而在樹脂體系中形成Si-O-Si結(jié) 構(gòu)和Si-C-Si結(jié)構(gòu)，增加了樹脂的體結(jié)構(gòu)。這種改性環(huán)氧樹脂與常用的胺類固化劑固化后 所得的樹脂材料其耐溫性能在350°c以上，涂層附著力在8 15MPa之間，柔韌性和抗沖擊性 也被大幅度提高。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，工藝條件容易實(shí)現(xiàn)，具有良好的工業(yè)化前景。


圖1為實(shí)施例1制備的耐高溫改性環(huán)氧樹脂的FT-IR譜圖2為實(shí)施例1的改性環(huán)氧樹脂加入二胺基二苯基甲砜固化后的TGA及DSC曲線。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述 實(shí)施例1
(1)在帶有攪拌器、冷凝管、恒壓滴液漏斗的IOOOml三口瓶中，加入350ml甲苯和23g (1. Omol)新切割的金屬鈉塊，加熱到鈉塊熔融高速攪拌將其打碎成鈉砂，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下滴 加約52. 5ml (0. 51mol)的一甲基二氯硅烷單體的甲苯溶液。保持體系回流約6h ；停止加熱， 冷卻，靜置，待溶液分層后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下過(guò)濾。所得濾液減壓蒸餾除去甲苯，所得淺黃色油 狀液態(tài)物質(zhì)即為聚甲基硅烷，數(shù)均分子量為300，粘度為0. IOPaXs0(2)在環(huán)氧值為0.40g/100g的雙酚A型環(huán)氧樹脂中加入10%重量份的聚甲基硅 烷，置于裝有冷凝管和氮?dú)馊牍艿娜谄恐校暦稚?，均勻混合，通入高純氮?dú)?，在溫度?80°C，攪拌速度為800轉(zhuǎn)/分鐘的條件下反應(yīng)8小時(shí)，即得聚甲基硅烷改性的環(huán)氧樹脂，
其FT-IR譜圖如圖1所示。將該樹脂中加入20重量份的DDS (二胺基二苯基甲砜)，攪 拌均勻，噴涂在鋁板上，該涂層在70°C固化2h，再進(jìn)一步升溫至100°C固化3h。固化的改性 樹脂TGA-DSC曲線如圖2所示。涂層附著力為15Mpa (按GB/T5210-1985的方法檢測(cè))，耐 沖擊性為15cm (按GB/T1732-1993的方法檢測(cè))，柔韌性為IOmm (按GB/T1731-1993的方法 檢測(cè))。實(shí)施例2:
按實(shí)施例1的方法制備聚甲基硅烷，數(shù)均分子量為400，粘度為0. ISPaXs0在環(huán)氧值為0. 80g/100g的4，4 ‘ - 二胺基二苯甲烷環(huán)氧樹脂中加入15%重量份的 聚甲基硅烷；置于裝有冷凝管和氮?dú)馊牍艿娜谄恐校暦稚?，均勻混合，通入高純氮?dú)猓?在溫度為100°c，攪拌速度為900轉(zhuǎn)/分鐘的條件下反應(yīng)18小時(shí)，即得聚甲基硅烷改性的環(huán) 氧樹脂。將該樹脂中加入30重量份DDS，攪拌均勻，噴涂在鋁板上，該涂層在90°C固化2h， 再進(jìn)一步升溫至140°C固化3h。涂層附著力為IOMpa (按GB/T5210-1985的方法檢測(cè))，耐 沖擊性為50cm (按GB/T1732-1993的方法檢測(cè))，柔韌性為5mm (按GB/T1731-1993的方法 檢測(cè))。實(shí)施例3:
按實(shí)施例1的方法制備聚甲基硅烷，數(shù)均分子量為500，粘度為0. 22PaXs。將5份按上述方法制備的聚甲基硅烷與85份4，5-環(huán)氧環(huán)己烷_1，2_ 二甲酸二縮 水甘油酯環(huán)氧樹脂(環(huán)氧值為0. 85g/100g)置于裝有冷凝管和氮?dú)馊牍艿娜谄恐?，超聲?散，均勻混合，通入高純氮?dú)猓跍囟葹?20°C，攪拌速度為1000轉(zhuǎn)/分鐘的條件下反應(yīng)18 小時(shí)，在高純氮?dú)獗Ｗo(hù)下反應(yīng)12小時(shí)，即得聚甲基硅烷改性的環(huán)氧樹脂。將該樹脂中加入 20份DETA (二乙烯三胺)，攪拌均勻，噴涂在鋁板上，該涂層在80°C固化2h，再進(jìn)一步升溫 至180°C固化3h。涂層附著力為18Mpa (按GB/T5210-1985的方法檢測(cè))，耐沖擊性為IOcm (按GB/T1732-1993的方法檢測(cè))，柔韌性為IOmm (按GB/T1731-1993的方法檢測(cè))。
權(quán)利要求
一種耐高溫改性環(huán)氧樹脂，其特征在于，是由聚甲基硅烷與雙酚A型環(huán)氧樹脂在隔絕空氣條件下于100~180℃反應(yīng)8~24小時(shí)改性生成的產(chǎn)物，其雙酚A型環(huán)氧樹脂與聚甲基硅烷的質(zhì)量比為1002~20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫改性環(huán)氧樹脂，其特征在于，所述聚甲 基硅烷的平均 分子量為300 600之間，粘度為0. 10 0. 31PaXs之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫改性環(huán)氧樹脂，其特征在于，所述雙酚A型環(huán)氧樹脂 的環(huán)氧值為0. 16^0. 80g/100g，包括4，5-環(huán)氧環(huán)己烷-1，2-二甲酸二縮水甘油酯環(huán)氧樹脂、 4,4'- 二胺基二苯甲烷環(huán)氧樹脂中的一種或一種以上的混合物。
4 權(quán)利要求1所述的耐高溫改性環(huán)氧樹脂的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)在雙酚A型環(huán)氧樹脂中加入2 20。/。重量份的聚甲基硅烷，在通入氮?dú)鈼l件下，超聲 分散，均勻混合；(2)將步驟(1)中的混合物在冷凝及通入氮?dú)鈼l件下，在溫度為8(T120°C，攪拌速度為 800^1000轉(zhuǎn)/分鐘條件下反應(yīng)8 24小時(shí)。
5.權(quán)利要求1所述耐高溫改性環(huán)氧樹脂的應(yīng)用其特征在于，應(yīng)用于制備耐高溫涂層， 包括以下步驟(1)在耐高溫改性環(huán)氧樹脂中入2(T30重量份胺類固化劑，噴涂在鋁板上， (2)在7(T90°C固化1-2小時(shí)；(3)升溫至100 180°C固化2 3小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐高溫改性環(huán)氧樹脂及其制備方法和應(yīng)用。耐高溫改性環(huán)氧樹脂是由聚甲基硅烷與雙酚A型環(huán)氧樹脂，在隔絕空氣條件下于100～180℃反應(yīng)8~24小時(shí)改性生成的產(chǎn)物。這種改性環(huán)氧樹脂與常用的胺類固化劑固化后所得的樹脂材料其耐溫性能在350℃以上，涂層附著力在8～15MPa之間，柔韌性和抗沖擊性也大幅度提高。
文檔編號(hào)C09D163/02GK101870762SQ20101023387
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者周永江, 唐耿平, 張朝陽(yáng), 楚增勇, 程海峰, 邢欣, 鄭文偉 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)