一種苯乙炔基硅烷改性環(huán)氧樹脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于改性環(huán)氧樹脂領(lǐng)域，公開了一種苯乙炔基硅烷改性環(huán)氧樹脂的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 環(huán)氧樹脂是分子中含有環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)化合物，固化后具有良好的物理、化學(xué)性 能、介電性能以及化學(xué)穩(wěn)定性等，對(duì)金屬和非金屬材料的表面具有優(yōu)異的黏結(jié)強(qiáng)度，其在膠 黏劑、電子電器、航空航天以及復(fù)合材料領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。在化工及航空、航天、軍工等 高技術(shù)領(lǐng)域中，環(huán)氧復(fù)合材料是一種重要的結(jié)構(gòu)材料和功能材料，因此對(duì)環(huán)氧樹脂的耐熱 性提出了更高的要求。
[0003] 由于有機(jī)硅樹脂兼具有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料的特性，具有良好的耐熱性和穩(wěn)定性， 因此被廣泛應(yīng)用。乙炔基硅烷作為一種新型的有機(jī)硅樹脂，可通過(guò)分子內(nèi)部的Si-C鍵和 C = C鍵的反應(yīng)進(jìn)行交聯(lián)固化，固化產(chǎn)物具有優(yōu)異的耐高溫性能和力學(xué)性能，被應(yīng)用于航空 航天等高科技領(lǐng)域。苯乙炔基硅烷的骨架結(jié)構(gòu)主要是以Si-C鍵連接，C和Si上的取代基種 類繁多，包括芳基、烴基、氫原子等，它們具有比一般樹脂更好的耐熱性能，正日益引起國(guó)內(nèi) 外研究人員的關(guān)注。周權(quán)等（ZL 200510110133. 5)以苯乙炔，有機(jī)鋰試劑以及甲基二氯硅 烷為原料，分兩步反應(yīng)合成了二苯乙炔基硅烷，其在氮?dú)庵械钠鹗挤纸鉁囟冗_(dá)到460°C，Td 5 為617°C，800°C的殘?zhí)柯蕿?1. 1%。Itoh等合成一種主鏈含Si-C = C的硅樹脂，在氮?dú)夥?圍下Td5超過(guò)800°C，1000°C時(shí)的質(zhì)量保留率高于90%。
[0004] 苯乙炔基硅烷樹脂與環(huán)氧樹脂具有良好的相容性，可以通過(guò)物理共混的方式對(duì)環(huán) 氧樹脂進(jìn)行改性，同時(shí)乙炔基硅烷樹脂中C = C鍵的交聯(lián)反應(yīng)可以使環(huán)氧樹脂在固化過(guò)程 中形成更加復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以達(dá)到提高環(huán)氧樹脂耐熱性能的效果。
[0005] 本發(fā)明采用苯乙炔基硅烷對(duì)環(huán)氧樹脂進(jìn)行改性，形成有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化體系，以提 高環(huán)氧樹脂在航天航空領(lǐng)域中作為高性能結(jié)構(gòu)復(fù)合材料樹脂基體的耐高溫性能的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 要解決的技術(shù)問(wèn)題 目前國(guó)內(nèi)外提高環(huán)氧樹脂耐熱性一般有以下幾種方法：采用高性能基體樹脂對(duì)環(huán)氧樹 脂改性，例如有機(jī)硅樹脂、雙馬來(lái)酰亞胺樹脂、氰酸酯樹脂和聚酰亞胺樹脂等；在環(huán)氧樹脂 中添加第二相材料，如剛性顆粒等。但此種方法首先要解決的是兩相的相容性問(wèn)題，因此這 是決定材料性能的關(guān)鍵。
[0007] 為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，與以前的改性方法相比，本發(fā)明提出采用苯乙炔 基硅烷改性環(huán)氧樹脂，制備新型的有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化樹脂體系，滿足各種先進(jìn)復(fù)合材料成型 工藝。此外，由于苯乙炔基硅烷在固化過(guò)程中會(huì)發(fā)生Si-H加成反應(yīng)、Diels-Alder反應(yīng)以 及C = C鍵自身的交聯(lián)反應(yīng)，可以提高固化物的交聯(lián)密度，而引入耐高溫的Si和苯環(huán)，環(huán)氧 樹脂的耐高溫性能也得到了提高，進(jìn)一步拓寬環(huán)氧樹脂在耐高溫等高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明的目的在于克服環(huán)氧樹脂在耐高溫領(lǐng)域使用的局限性，改善其耐高溫等性 能，提供了 一種苯乙炔基硅烷改性環(huán)氧樹脂及其制備方法。
[0009] 技術(shù)方案 本發(fā)明所使用的環(huán)氧樹脂為高性能縮水甘油胺型四官能度環(huán)氧樹脂：4, 4-亞甲基二 (N，N-二縮水甘油基苯胺）（簡(jiǎn)稱TCDDM)，如結(jié)構(gòu)式1所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種苯乙炔基硅烷改性環(huán)氧樹脂及其制備方法，其特征在于所述改性體系的原料配 方按質(zhì)量計(jì)為：環(huán)氧樹脂100份(質(zhì)量份數(shù))，固化劑1?100份(質(zhì)量份數(shù))，苯乙炔基硅烷 1?100份(質(zhì)量份數(shù))。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯乙炔基硅烷改性環(huán)氧樹脂及其制備方法，其特征在于：所 使用的環(huán)氧樹脂為高性能縮水甘油胺型四官能度環(huán)氧樹脂：4, 4-亞甲基二（N，N-二縮水甘 油基苯胺）（簡(jiǎn)稱TCDDM)，如結(jié)構(gòu)式1所示：
結(jié)構(gòu)式1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅炔樹脂改性環(huán)氧樹脂及其制備方法，其特征在于：所使用 的固化劑為胺類固化劑：4, 4' -二氨基二苯砜(簡(jiǎn)稱DDS)，如結(jié)構(gòu)式2所示：
結(jié)構(gòu)式2 DDS。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的苯乙炔基硅烷改性環(huán)氧樹脂及其制備方法，其特征在于：所 使用的苯乙炔基硅烷為二苯乙炔基硅烷，如結(jié)構(gòu)式3所示：
其中=R1, R2為烷基、芳基或氫原子 結(jié)構(gòu)式3。
5. 權(quán)利要求1 ~ 4所述的苯乙炔基硅烷改性環(huán)氧樹脂及其制備方法，其特征在于制備 方法如下：將不同質(zhì)量配比的T⑶DM，DDS與二苯乙炔基硅烷樹脂溶于丙酮，待完全溶解后 除去溶劑并進(jìn)行固化。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種苯乙炔基硅烷改性環(huán)氧樹脂的制備方法，將不同質(zhì)量配比的環(huán)氧樹脂，固化劑與二苯乙炔基硅烷樹脂溶于丙酮，待完全溶解后除去溶劑并進(jìn)行固化。本發(fā)明的技術(shù)特征在于原料配方按質(zhì)量計(jì)為：環(huán)氧樹脂100份（質(zhì)量份數(shù)），固化劑1～100份（質(zhì)量份數(shù)），二苯乙炔基硅烷樹脂1～100份（質(zhì)量份數(shù)），即得一種二苯乙炔基硅烷改性環(huán)氧樹脂體系。本發(fā)明所涉及的制備方法工藝流程簡(jiǎn)單、操作易于實(shí)現(xiàn)、反應(yīng)條件易于控制、反應(yīng)原料易于獲取，經(jīng)過(guò)改性的環(huán)氧樹脂具備良好的耐熱性，滿足其在航天航空等領(lǐng)域的要求，使環(huán)氧樹脂的應(yīng)用范圍得到了進(jìn)一步的拓寬。
【IPC分類】C08G59-14, C08G59-50, C08G59-32
【公開號(hào)】CN104530386
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410813397
【發(fā)明人】沈康, 周權(quán), 倪禮忠
【申請(qǐng)人】華東理工大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月24日