複合膠用環氧改性有機矽樹脂及其加工工藝的製作方法
2023-05-13 09:09:26 2
專利名稱：複合膠用環氧改性有機矽樹脂及其加工工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種建築用粘合劑，特別是涉及複合膠用環氧改性有機矽樹脂，及其加工工藝。
背景技術：
石材複合板是指將優質石材切成3_5mm的薄板，利用薄板複合膠粘接在廉價石材、瓷磚、玻璃和蜂窩鋁板等基材上，形成新型的複合板。這種複合材料用於室內外裝飾，對材料尺寸的穩定性、強度的保持性和耐候性要求很高。石材與玻璃和金屬板膨脹係數差異大、材料尺寸易變形；天然石材屬多孔隙材料，雨水及其他腐蝕性物質容易通過石材浸蝕膠層。因此對膠粘劑的質量要求極為嚴格。目前大多數複合材料用環氧膠粘劑來粘接，環氧樹脂是一類具有交聯網狀結構的熱固性樹脂，它以優異的力學性能、粘接性能著稱。然而，環氧樹脂由於在固化過程中形成高度交聯的結構，導致其性脆、延展性低、耐衝擊和應力開裂能力差，易產生裂紋，不能保證複合材料的長期耐久性。近年來，出現了許多用聚矽氧烷改性環氧樹脂的報導。聚矽氧烷的引入改性環氧樹脂能有效地防止斷裂端的增長，從而改善環氧樹脂的斷裂韌性、降低其熱膨脹係數，內應力也隨之降低。但有機矽與環氧樹脂相容性較差，隨著時間延長，兩者會自然分離；能否發揮有機矽與環氧樹脂二者的最大優點的難點在於找到適宜的取決於有機矽的官能團和化學接枝的方法，目前尚未見到相關報導。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在於克服上述現有技術之不足，提供一種改性有機矽樹脂的製備工藝，其包括如下步驟a.在反應器中攪拌環氧樹脂A加熱至50 95°C，優選為70 85°C ；b.將機矽樹脂B滴加入前述反應器中，並加入催化劑；c.反應混合物升溫並保持在110 135°C，優選為120_125°C，反應6 12小時， 優選為8-10小時；所述環氧樹脂A的結構式為
H2C-CH-R-CH-CH2;其中R選自C12 C18的直鏈或支鏈烷基；其中所述有機矽樹脂B選自如下結構通式化合物H2N-X- (CH2) m-Si (-OCH2CH3) 3 或Y-NH- (CH2) m-Si (-OCH2CH3) 3
其中m = 0、l、2 或 3，X和Y相同或不同，選自C2 C8的直鏈或支鏈烷基。所述環氧樹脂A的取代基R優選自-C6H4-C(CH3)2-C6H4--CH2O-C6H4-C (CH3) 2-C6H4_0CH2--C6H4-CH2-C6H4-或 -CH2O-C6H4-CH2-C6H4-OCH2- 有機矽樹脂B的取代基X優選自- (C6H4)--CH2-CH2-CH2-或-CH2-CH2-NH- (CH2)-。所述有機矽樹脂B的取代基Y優選自-(C6H5)-NH2-CO-或NH2-CH2-CH20其中步驟c後還可進一步將反應產物pH值調整至5 6. 5。所述的改性有機矽樹脂的製備工藝中所述環氧樹脂A和有機矽樹脂B的重量比為 1 0. 6 1. 2，優選 1:1。本發明的另一方面在於提供一種由前述工藝所製備的複合膠用環氧改性有機矽樹脂。用於粘合劑的環氧改性有機矽樹脂中有機矽樹脂的用量是至關重要的，隨著其用量的增加，改性樹脂的耐熱、耐候和韌性提高，但機械性能變差；反之則耐腐蝕性能提高。本領域已知根據改性用量m(環氧)m(有機矽)=20 80 70 30，製備出滿足不同用途需要的環氧改性有機矽樹脂。本發明結合複合膠的性能要求，經過大量創造性試驗確定了環氧樹脂與有機矽樹脂重量比在1 0.6 1.2時性能最佳，最適合用於石材複合膠。除了有機矽樹脂用量的選擇，其種類的選擇也很重要。本發明採用上述有機矽樹脂B，矽原子上接有3個烷氧基，與環氧樹脂反應後，端位會保留烷氧基活性基團。改性後的樹脂可與矽橡膠進行縮聚反應，而不需要傳統的氨類固化劑進行固化。這樣製作的複合膠不僅解決了基材由於熱膨脹導致的變形，耐水性差導致的膠層脫落等問題。同時避免了由於配比不當、攪拌不均造成遺留胺類汙染石材的現象。本發明提供的有機矽改性樹脂製成的複合膠，具有以下優點工藝簡單，操作簡便，改性有機矽樹脂是通過採用分子設計、裁剪的方法，合成出一類結合環氧樹脂的高強度、耐腐蝕及有機矽樹脂耐候性，使得樹脂具有多重功能性。拉伸粘接強度可達到1. 98MPa, 紫外線照射300h後拉伸粘接強度為1. 85MPa,達到最大拉伸強度時的伸長率可達100 % ；熱老化在105 °C鼓風乾燥箱中，保持21天無龜裂、無粉化現象。而傳統複合膠基本沒有受力伸長性能，受力後的結果基本都是內聚破壞，而不會得到有效的緩衝或力的轉移。所以採用經過改性的有機矽樹脂的複合膠比傳統複合膠，具有韌性高、耐候性好的優點，從而大大提高了複合產品的耐候性、耐溫性、粘結性、相容性、韌性和抗震動、撞擊的性能，使改性產品獲得更好的應用。
具體實施例方式以下通過非限制性實施例對本發明進行進一步說明，以便更好理解本發明的內容。實施例1選取100重量份的環氧樹脂A(E_51，江蘇三木集團產品)，在反應釜中攪拌加熱至 70 °C,
權利要求
1. 一種改性有機矽樹脂的製備工藝，其包括如下步驟a.在反應器中攪拌環氧樹脂A加熱至50 95°C；b.將機矽樹脂B滴加入前述反應器中，並加入催化劑；c.反應混合物升溫並保持在110 135°C，反應6 12小時； 所述環氧樹脂A的結構式為H2C-CH-R-CH-CH2;其中R選自C12 C18的直鏈或支鏈烷基； 其中所述有機矽樹脂B選自如下結構通式化合物 H2N-X- (CH2) m-Si (-OCH2CH3) 3 或 Y-NH- (CH2) m-Si (-OCH2CH3) 3 其中m = 0、1、2或3，X和Y相同或不同，選自C2 C8的直鏈或支鏈烷基。
2.如權利要求1所述的改性有機矽樹脂的製備工藝，其中所述環氧樹脂A的取代基R 選自-C6H4-C(CH3)2-C6H4--CH2O-C6H4-C (CH3) 2-C6H4-0CH2--C6H4-CH2-C6H4-或 -CH2O-C6H4-CH2-C6H4-OCH2-。
3.根據權利要求1所述的改性有機矽樹脂的製備工藝，其中所述有機矽樹脂B為 H2N-X- (CH2) m-Si (-OCH2CH3) 3 且 X 選自-(C6H4)--CH2-CH2-CH2--CH2-CH2-NH- (CH2)-。
4.根據權利要求1所述的改性有機矽樹脂的製備工藝，其中所述有機矽樹脂B為 Y-NH- (CH2) m-Si (-OCH2CH3) 3 且 Y 選自-(C6H5)-NH2-CO-或 NH2-CH2-CH20
5.根據權利要求1-4中任一所述的改性有機矽樹脂的製備工藝，其特徵在於步驟c 後還包括將反應產物PH值調整至5 6. 5的步驟。
6.根據權利要求5所述的改性有機矽樹脂的製備工藝，其特徵在於步驟a中環氧樹脂A加熱至70 85 °C。
7.根據權利要求5所述的改性有機矽樹脂的製備工藝，其特徵在於步驟c中反應溫度為120-125°C，反應時間為8-10小時。
8.根據權利要求7所述的改性有機矽樹脂的製備工藝，其特徵在於所述環氧樹脂A 和有機矽樹脂B的重量比為1 0. 6 1. 2。
9.根據權利要求8所述的改性有機矽樹脂的製備工藝，其特徵在於所述環氧樹脂A和有機矽樹脂B的重量比為1 1。
10. 一種由權利要求8所述製備工藝製得到的環氧改性有機矽樹脂。
全文摘要
本發明提供一種改性有機矽樹脂的製備工藝，其包括在反應器中攪拌環氧樹脂A加熱至50～95℃；將機矽樹脂B滴加入前述反應器中，並加入催化劑；反應混合物升溫並保持在110～135℃，反應6～12小時。本發明還提供基於前述方法製得到複合膠用環氧改性有機矽樹脂。本發明採用分子設計、裁剪的方法，合成出一類結合環氧樹脂的高強度、耐腐蝕及有機矽樹脂耐候性，使得樹脂具有多重功能性。改性有機矽樹脂所製得改性複合膠，在柔韌性、耐候性方面得到了較大幅度的提升，對於採用該複合膠的產品的耐候性、抗震動和撞擊性能都有較大提高。
文檔編號C08G59/14GK102206322SQ20101013981
公開日2011年10月5日 申請日期2010年3月30日 優先權日2010年3月30日
發明者丁逢春, 夏文進, 林建偉 申請人:江蘇力寶建材工業有限公司