专利名称：一种耐高温改性环氧树脂及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耐高温改性环氧树脂及其制备方法和应用。
技术背景
环氧树脂以其优良的粘结性能和力学性能广泛应用于涂装等行业，但由于耐热性 较差，限制了其使用。对于耐高温涂层而言，要求树脂基体既有较好的附着力、耐冲击性和 韧性，还必须能够耐温在350°C以上。引入有机硅来改性环氧树脂是近年来发展起来的既 能降低环氧树脂内应力，又能增加环氧树脂韧性、耐高温性等性能的有效途径，但往往耐温 性只能承受到25(T30(TC ；市场上的耐高温树脂一般是在添加较大质量百分数的无机填料 (如铝银浆等)才实现优越的耐温性能，但是这种涂料由于较高的固含量，无法添加其他颜 填料，而限制了其使用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耐高温改性环氧树脂及其制备方法。以实现其与一般 常用的胺类固化剂固化后所得到的涂层的耐温性能达到350°C以上，涂层附着力强、柔韧性 和抗冲击性能提高、且工艺简单。本发明的耐高温改性环氧树脂是由聚甲基硅烷与双酚A型环氧树脂在隔绝空气 条件下于10(Γ180 反应纩24小时改性后生成的产物，其双酚A型环氧树脂与聚甲基硅烷 的质量比为100 :2 20。所述聚甲基硅烷的平均分子量为300 600之间，粘度为0. 1(Γθ. 31PaXs之间。所述双酚A型环氧树脂的环氧值为0. 16、.8(^/10(^，其包括4，5_环氧环己 烷-1，2- 二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂、4，4 ‘ - 二胺基二苯甲烷环氧树脂中的一种或一种 以上的混合物。耐高温改性环氧树脂的制备方法，包括以下步骤
(1)在双酚A型环氧树脂中加入2 20%重量份的聚甲基硅烷，在通入氮气条件下，超声 分散，均勻混合；
(2 )将步骤(1)中的混合物在冷凝及通入氮气条件下，在温度为8(T12(TC，搅拌速度为 800^1000转/分钟条件下反应8 24小时。耐高温改性环氧树脂应用于制备耐高温涂层，其包括以下步骤(1)在耐高温改 性环氧树脂中入2(Γ30重量份胺类固化剂，喷涂在铝板上，(2)在7(T9(TC固化广2小时； (3)升温至10(Tl80°C固化2 3小时。本发明的聚甲基硅烷是一种含有大量活泼Si-H的液态聚合物，可以提供活泼氢 原子与环氧树脂分子中活泼的环氧端基和羟侧基反应，从而在树脂体系中形成Si-O-Si结 构和Si-C-Si结构，增加了树脂的体结构。这种改性环氧树脂与常用的胺类固化剂固化后 所得的树脂材料其耐温性能在350°c以上，涂层附着力在8 15MPa之间，柔韧性和抗冲击性 也被大幅度提高。本发明方法简单，工艺条件容易实现，具有良好的工业化前景。
图1为实施例1制备的耐高温改性环氧树脂的FT-IR谱图2为实施例1的改性环氧树脂加入二胺基二苯基甲砜固化后的TGA及DSC曲线。
具体实施例方式以下通过实施例对本发明作进一步描述 实施例1
(1)在带有搅拌器、冷凝管、恒压滴液漏斗的IOOOml三口瓶中，加入350ml甲苯和23g (1. Omol)新切割的金属钠块，加热到钠块熔融高速搅拌将其打碎成钠砂，在氮气保护下滴 加约52. 5ml (0. 51mol)的一甲基二氯硅烷单体的甲苯溶液。保持体系回流约6h ；停止加热， 冷却，静置，待溶液分层后在氮气保护下过滤。所得滤液减压蒸馏除去甲苯，所得浅黄色油 状液态物质即为聚甲基硅烷，数均分子量为300，粘度为0. IOPaXs0(2)在环氧值为0.40g/100g的双酚A型环氧树脂中加入10%重量份的聚甲基硅 烷，置于装有冷凝管和氮气入管的三口瓶中，超声分散，均勻混合，通入高纯氮气，在温度为 80°C，搅拌速度为800转/分钟的条件下反应8小时，即得聚甲基硅烷改性的环氧树脂，
其FT-IR谱图如图1所示。将该树脂中加入20重量份的DDS (二胺基二苯基甲砜)，搅 拌均勻，喷涂在铝板上，该涂层在70°C固化2h，再进一步升温至100°C固化3h。固化的改性 树脂TGA-DSC曲线如图2所示。涂层附着力为15Mpa (按GB/T5210-1985的方法检测)，耐 冲击性为15cm (按GB/T1732-1993的方法检测)，柔韧性为IOmm (按GB/T1731-1993的方法 检测)。实施例2:
按实施例1的方法制备聚甲基硅烷，数均分子量为400，粘度为0. ISPaXs0在环氧值为0. 80g/100g的4，4 ‘ - 二胺基二苯甲烷环氧树脂中加入15%重量份的 聚甲基硅烷；置于装有冷凝管和氮气入管的三口瓶中，超声分散，均勻混合，通入高纯氮气， 在温度为100°c，搅拌速度为900转/分钟的条件下反应18小时，即得聚甲基硅烷改性的环 氧树脂。将该树脂中加入30重量份DDS，搅拌均勻，喷涂在铝板上，该涂层在90°C固化2h， 再进一步升温至140°C固化3h。涂层附着力为IOMpa (按GB/T5210-1985的方法检测)，耐 冲击性为50cm (按GB/T1732-1993的方法检测)，柔韧性为5mm (按GB/T1731-1993的方法 检测)。实施例3:
按实施例1的方法制备聚甲基硅烷，数均分子量为500，粘度为0. 22PaXs。将5份按上述方法制备的聚甲基硅烷与85份4，5-环氧环己烷_1，2_ 二甲酸二缩 水甘油酯环氧树脂(环氧值为0. 85g/100g)置于装有冷凝管和氮气入管的三口瓶中，超声分 散，均勻混合，通入高纯氮气，在温度为120°C，搅拌速度为1000转/分钟的条件下反应18 小时，在高纯氮气保护下反应12小时，即得聚甲基硅烷改性的环氧树脂。将该树脂中加入 20份DETA (二乙烯三胺)，搅拌均勻，喷涂在铝板上，该涂层在80°C固化2h，再进一步升温 至180°C固化3h。涂层附着力为18Mpa (按GB/T5210-1985的方法检测)，耐冲击性为IOcm (按GB/T1732-1993的方法检测)，柔韧性为IOmm (按GB/T1731-1993的方法检测)。
权利要求
一种耐高温改性环氧树脂，其特征在于，是由聚甲基硅烷与双酚A型环氧树脂在隔绝空气条件下于100~180℃反应8~24小时改性生成的产物，其双酚A型环氧树脂与聚甲基硅烷的质量比为1002~20。
2.根据权利要求1所述的耐高温改性环氧树脂，其特征在于，所述聚甲 基硅烷的平均 分子量为300 600之间，粘度为0. 10 0. 31PaXs之间。
3.根据权利要求1所述的耐高温改性环氧树脂，其特征在于，所述双酚A型环氧树脂 的环氧值为0. 16^0. 80g/100g，包括4，5-环氧环己烷-1，2-二甲酸二缩水甘油酯环氧树脂、 4,4'- 二胺基二苯甲烷环氧树脂中的一种或一种以上的混合物。
4 权利要求1所述的耐高温改性环氧树脂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤(1)在双酚A型环氧树脂中加入2 20。/。重量份的聚甲基硅烷，在通入氮气条件下，超声 分散，均勻混合；(2)将步骤(1)中的混合物在冷凝及通入氮气条件下，在温度为8(T120°C，搅拌速度为 800^1000转/分钟条件下反应8 24小时。
5.权利要求1所述耐高温改性环氧树脂的应用其特征在于，应用于制备耐高温涂层， 包括以下步骤(1)在耐高温改性环氧树脂中入2(T30重量份胺类固化剂，喷涂在铝板上， (2)在7(T90°C固化1-2小时；(3)升温至100 180°C固化2 3小时。
全文摘要
本发明公开了一种耐高温改性环氧树脂及其制备方法和应用。耐高温改性环氧树脂是由聚甲基硅烷与双酚A型环氧树脂，在隔绝空气条件下于100～180℃反应8~24小时改性生成的产物。这种改性环氧树脂与常用的胺类固化剂固化后所得的树脂材料其耐温性能在350℃以上，涂层附着力在8～15MPa之间，柔韧性和抗冲击性也大幅度提高。
文档编号C09D163/02GK101870762SQ20101023387
公开日2010年10月27日 申请日期2010年7月22日 优先权日2010年7月22日
发明者周永江, 唐耿平, 张朝阳, 楚增勇, 程海峰, 邢欣, 郑文伟 申请人:中国人民解放军国防科学技术大学