一種有機硅樹脂改性環(huán)氧樹脂組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種有機硅樹脂改性環(huán)氧樹脂組合物,主要組成為：以重量份數(shù)計，環(huán)氧樹脂100份，有機硅樹脂0.3?80份，有機硅樹脂增溶劑5?80份，二乙基甲苯二胺19.58份。本發(fā)明的有機硅樹脂改性環(huán)氧樹脂組合物，含有一種具有雙層緊密球狀結(jié)構(gòu)的有機硅樹脂，在有機硅樹脂增溶劑作用下能夠與環(huán)氧樹脂在完全相容，均勻分散在環(huán)氧樹脂在中，使共混體系的阻燃性能大大提高，增強阻燃效果。
【專利說明】
一種有機硅樹脂改性環(huán)氧樹脂組合物
技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種環(huán)氧樹脂組合物，更具體的說涉及一種含有有機硅樹脂阻燃劑改 性環(huán)氧樹脂的組合物。
【背景技術】
[0002] 環(huán)氧樹脂在復合材料中作為基體樹脂而廣泛應用，是一類性能優(yōu)良的熱固性樹 月旨，但易于燃燒限制了其在某些領域的使用。因此，環(huán)氧樹脂成型中采用了大量的阻燃劑， 如含鹵素化合物、硼衍生物、金屬氧化物、含磷化合物等，可以單加或復配。然而，含氯和溴 的阻燃材料在燃燒時易放出具有刺激性和腐蝕性的鹵化氫氣體，因此鹵素阻燃劑已經(jīng)逐漸 受到限制；為了避免使用傳統(tǒng)的鹵系阻燃劑對環(huán)境帶來的危害，人們現(xiàn)在致力于開發(fā)無鹵 阻燃劑。常用的含磷、氮類阻燃的化合物，又會導致生態(tài)問題。有機硅樹脂阻燃劑既可以提 高基體的阻燃性，又可以提高樹脂的熱穩(wěn)定性。與其它阻燃劑如鹵系、磷系等相比，硅系阻 燃劑具有其優(yōu)異的性能：熱穩(wěn)定性好、低的燃燒速率、低放熱量、防滴落、以及低煙、低 C0生 成量等性能。有機硅改性環(huán)氧樹脂既能改善樹脂的機械性能，如降低樹脂內(nèi)應力、增加其斷 裂伸長率及韌性;又能增加樹脂的化學性能，如耐氧化、耐熱性等，這些都使得有機硅阻燃 劑備受關注，但是有機硅樹脂阻燃劑與環(huán)氧樹脂仍存在相容性問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種具有雙層緊密球狀結(jié)構(gòu)的有機硅樹脂，在有機硅樹脂增 溶劑作用下能夠與環(huán)氧樹脂在完全相容，均勻分散在環(huán)氧樹脂在中，使共混體系的的阻燃 性能大大提尚。
[0004] 本發(fā)明一種有機硅樹脂改性環(huán)氧樹脂組合物，主要組成為：以重量份數(shù)計， 環(huán)氧樹脂 100份， 有機硅樹脂 0:. 5-8Q份，
[0005] 有機硅樹脂增溶劑 5-80份， 二乙基甲苯二胺 19. 58份。
[0006] 本發(fā)明的有機硅樹脂改性環(huán)氧樹脂組合物，其中，所述的環(huán)氧樹脂為縮水甘油醚 類、芳香族或脂肪族環(huán)氧樹脂。
[0007] 本發(fā)明的有機硅樹脂改性環(huán)氧樹脂組合物，其中，所述的環(huán)氧樹脂為酚醛環(huán)氧樹 脂。
[0008] 本發(fā)明的有機娃樹脂改性環(huán)氧樹脂組合物，其中，所述的娃樹脂為甲基MQ娃樹脂。
[0009] 本發(fā)明的有機硅樹脂改性環(huán)氧樹脂組合物，其中，所述的硅樹脂為雙層緊密球狀 結(jié)構(gòu)的甲基MQ娃樹脂。
[0010] 本發(fā)明的有機硅樹脂改性環(huán)氧樹脂組合物，其中，所述的有機硅樹脂增溶劑，采用 下述方法合成:將23.6g γ -（ 2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷和18g二甲基二甲氧基硅烷 及適量的無水乙醇放入安裝有攪拌器、溫度計及回流冷凝管的250ml圓底三頸瓶，在50°C的 水域鍋中攪拌30分鐘;然后向三頸瓶中加入7.56g去離子水及0.4g氨水。在50 °C下攪拌反應 4.5小時，最后再加入適量的1-氯三甲基硅烷反應1小時，結(jié)束后將所得產(chǎn)物置于裝有正己 烷的燒杯中沉淀分層，收集下層溶液除去未反應的物質(zhì);將下層溶液進行旋蒸，直到無雜質(zhì) 蒸出，最后得到淡黃色粘稠液體產(chǎn)物。
[0011]本發(fā)明具有以下有益效果：
[0012]本發(fā)明中采用雙層緊密球狀結(jié)構(gòu)的甲基MQ硅樹脂作為阻燃劑，甲基MQ硅樹脂是一 類特殊的聚硅氧烷樹脂，由單官能硅氧烷單元(R3Si01/2簡稱M)和四官能團硅氧烷單元 (Si04/2,簡稱Q)組成。，MQ硅樹脂外觀為雙層結(jié)構(gòu)緊密球狀體，即球芯部分為Si-0-Si鏈連 接，密度較高及聚合度為15~50的籠狀Si02,球殼是密度較小的R3Si01/2層，MQ硅樹脂的大 部分鏈末端羥基都被R3Si01/2取代;能提高環(huán)氧樹脂阻燃性，并且在有機硅樹脂增溶劑作 用下與環(huán)氧樹脂的相容性非常好，可適用于絕大部分種類環(huán)氧樹脂，用其阻燃的環(huán)氧樹脂 樹脂澆鑄體均一無氣泡。
【具體實施方式】
[0013] 以下通過實施例對本發(fā)明進行進一步的具體描述。有必要在此指出的是以下實施 例只用于對本發(fā)明做進一步的說明，不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制，該領域技術熟 練人員根據(jù)上述本
【發(fā)明內(nèi)容】
對本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護 范圍。
[0014] 實施例1
[0015] 環(huán)氧樹脂組合物制備:將酚醛環(huán)氧樹脂(環(huán)氧值0.51mol/100g，上海樹脂有限公司 F-51) 100份加熱至80°C，加入有機硅樹脂增溶劑10份，慢速攪拌0.5小時，加入雙層緊密球 狀結(jié)構(gòu)的甲基MQ硅樹脂（工業(yè)級中藍晨光化工研究院）0.3份、二乙基甲苯二胺19.58份，待 攪拌均勻后，將其倒入預熱的模具中（為防止硅樹脂固化，此步驟必須在15分鐘內(nèi)完成）。接 著在適宜溫度的鼓風干燥箱中加熱固化，溫度為130 °C/2.5小時，160 °C /2.5小時.固化后即 得阻燃型環(huán)氧樹脂脂固化物。
[0016] 有機硅樹脂增溶劑制備:將23.6gy -（2,3_環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560) 和18g二甲基二甲氧基硅烷(DEMS)及適量的無水乙醇放入安裝有攪拌器、溫度計及回流冷 凝管的250ml圓底三頸瓶，在50 °C的水域鍋中攪拌30分鐘。然后向三頸瓶中加入7.56g去離 子水及〇. 4g氨水。在50 °C下攪拌反應4.5小時。最后再加入適量的1-氯三甲基硅烷反應1小 時。結(jié)束后將所得產(chǎn)物置于裝有正己烷的燒杯中沉淀分層，收集下層溶液除去未反應的物 質(zhì)。將下層溶液進行旋蒸，直到無雜質(zhì)蒸出，最后得到淡黃色粘稠液體產(chǎn)物，保存待用，下面 實施例相同。
[0017] 實施例2
[0018]環(huán)氧樹脂組合物：將酚醛環(huán)氧樹脂（環(huán)氧值0.51mol/100g，上海樹脂有限公司F-51) 100份加熱至80°C，加入有機硅樹脂增溶劑(與實施例1相同）10份，慢速攪拌0.5小時，加 入具有雙層緊密球狀結(jié)構(gòu)的甲基MQ硅樹脂0.5份、二乙基甲苯二胺19.58份，待攪拌均勻后， 將其倒入預熱的模具中（為防止硅樹脂固化，此步驟必須在15分鐘內(nèi)完成）。接著在適宜溫 度的鼓風干燥箱中加熱固化，溫度為130Γ/2.5小時，160Γ/2.5小時.固化后即得阻燃型環(huán) 氧樹脂脂固化物。
[0019] 實施例3
[0020] 環(huán)氧樹脂組合物：將酚醛環(huán)氧樹脂（環(huán)氧值0.51mol/100g，上海樹脂有限公司F-51) 100份加熱至80°C，加入實驗室研發(fā)有機硅樹脂增溶劑(HPSi) 10份，慢速攪拌0.5小時， 加入具有雙層緊密球狀結(jié)構(gòu)的甲基MQ硅樹脂1份、二乙基甲苯二胺19.58份，待攪拌均勻后， 將其倒入預熱的模具中（為防止硅樹脂固化，此步驟必須在15min內(nèi)完成）。接著在適宜溫度 的鼓風干燥箱中加熱固化，溫度為130Γ/2.5小時，160Γ/2.5小時.固化后即得阻燃型環(huán)氧 樹脂脂固化物。
[0021] 實施例4
[0022]環(huán)氧樹脂組合物：將酚醛環(huán)氧樹脂（環(huán)氧值0.51mol/100g，上海樹脂有限公司F-51) 100份加熱至80°C，有機硅樹脂增溶劑10份，慢速攪拌0.5小時，加入具有雙層緊密球狀 結(jié)構(gòu)的甲基MQ硅樹脂3份、二乙基甲苯二胺19.58份，待攪拌均勻后，將其倒入預熱的模具中 (為防止硅樹脂固化，此步驟必須在15min內(nèi)完成）。接著在適宜溫度的鼓風干燥箱中加熱固 化，溫度為130Γ/2.5小時，160Γ/2.5小時.固化后即得阻燃型環(huán)氧樹脂脂固化物。
[0023] 實施例5
[0024]環(huán)氧樹脂組合物：將酚醛環(huán)氧樹脂（環(huán)氧值0.51mol/100g，上海樹脂有限公司F-51) 100份加熱至80°C，加入實驗室研發(fā)有機硅樹脂增溶劑(HPSi) 10份，慢速攪拌0.5小時， 加入具有雙層緊密球狀結(jié)構(gòu)的甲基MQ硅樹脂5份、二乙基甲苯二胺(DETDAH9.58份，待攪拌 均勻后，將其倒入預熱的模具中（為防止硅樹脂固化，此步驟必須在15min內(nèi)完成）。接著在 適宜溫度的鼓風干燥箱中加熱固化，溫度為130°C/2.5小時，160°C/2.5小時.固化后即得阻 燃型環(huán)氧樹脂脂固化物。
[0025]甲基MQ樹脂/環(huán)氧樹脂二乙基甲苯二胺體系阻燃性和耐熱性測試結(jié)果如下表。極 限氧指數(shù)的測定:依照國標GB/T2406-93(塑料燃燒性能測試方法:氧指數(shù)法)于XYC-75氧指 數(shù)測定儀上測定其阻燃性能并記錄其燃燒特性。
[0026] 垂直燃燒性能測定:依照Underwriter Laboratory Inc.頒布垂直燃燒標準測試。 每組至少5根標準樣條進行測試。
[0027]
【主權項】
1. 一種有機娃樹脂改性環(huán)氧樹脂組合物，主要組成為：W重量份數(shù)計， 環(huán)氧樹脂 100份， 有機娃樹脂 0. 3-汾)份， 有機旌樹脂增溶劑 5-80份， 二石基甲苯二胺 19. 58份。2. 按照權利要求1所述的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，其中，所述的環(huán)氧樹脂為縮水 甘油酸類、芳香族或脂肪族環(huán)氧樹脂。3. 按照權利要求1所述的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，其中，所述的環(huán)氧樹脂為酪醒 環(huán)氧樹脂。4. 按照權利要求1所述的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，其中，所述的娃樹脂為甲基MQ 娃樹脂。5. 按照權利要求1或4所述的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，其中，所述的娃樹脂為雙層 緊密球狀結(jié)構(gòu)的甲基MQ娃樹脂。6. 按照權利要求1所述的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，其中，所述的有機娃樹脂增溶 劑，采用下述方法合成:將23.6g 丫 一(2,3-環(huán)氧丙氧）丙基Ξ甲氧基硅烷和1?二甲基二甲 氧基硅烷及適量的無水乙醇放入安裝有攬拌器、溫度計及回流冷凝管的250ml圓底Ξ頸瓶， 在50°C的水域鍋中攬拌30分鐘;然后向Ξ頸瓶中加入7.56g去離子水及0.4g氨水;在50°C下 攬拌反應4.5小時，最后再加入適量的1-氯Ξ甲基硅烷反應1小時，結(jié)束后將所得產(chǎn)物置于 裝有正己燒的燒杯中沉淀分層，收集下層溶液除去未反應的物質(zhì);將下層溶液進行旋蒸，直 到無雜質(zhì)蒸出，最后得到淡黃色粘稠液體產(chǎn)物。7. 按照權利要求1所述的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，其中，酪醒環(huán)氧樹脂100份，雙 層緊密球狀結(jié)構(gòu)的甲基MQ娃樹脂3份，有機娃樹脂增溶劑10份，二乙基甲苯二胺19.58份。8. 按照權利要求1所述的環(huán)氧樹脂組合物，其特征在于，其中，酪醒環(huán)氧樹脂100份，雙 層緊密球狀結(jié)構(gòu)的甲基MQ娃樹脂0.5份，有機娃樹脂增溶劑10份，二乙基甲苯二胺19.58份。
【文檔編號】C08L63/04GK106084669SQ201610446068
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月21日
【發(fā)明人】蔡緒福, 賈珮, 羅航, 曹席磊
【申請人】四川大學