[发明专利]一种添加改性聚硅氧烷的环氧树脂复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环氧树脂领域，特别涉及一种添加改性聚硅氧烷的环氧树脂复合材料及其制备方法。

背景技术

环氧树脂具有优异的机械性能、耐高温性、耐腐蚀性、粘接性及电绝缘性，广泛应用于汽车、建筑、电子、航空等领域。但由于环氧树脂在固化过程中形成了高度交联的三维立体网状结构，分子链间缺少滑动；再加上C-C键、C-O键的键能较小，表面能较高，致使固化树脂内应力较大、性脆、易产生裂纹，从而限制了其在某些技术领域的应用。为了改善环氧树脂的韧性和综合性能，扩大其应用领域，国内外学者进行了大量研究工作。

近年来研究较多的是聚硅氧烷增韧环氧树脂。聚硅氧烷具有很好的柔性和热稳定性，可以起到增韧环氧树脂的目的，但由于相容性问题，聚硅氧烷对环氧树脂的增韧效果不是很显著。中国科学院化学研究所的孙秀武等人(CN 1279257-A)发现聚醚接枝的聚硅氧烷可以很好地分散于环氧树脂中，但本发明人做了聚醚接枝聚硅氧烷增韧环氧树脂的研究，发现增韧效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种韧性好、成本低、工艺简单的添加聚醚与倍半硅氧烷共改性聚硅氧烷的环氧树脂复合材料。

本发明的另一目的在于提供一种上述环氧树脂复合材料的制备方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种添加聚醚与倍半硅氧烷共改性聚硅氧烷的环氧树脂复合材料，按重量份数计，包括下述组分：

环氧树脂                          100份

聚醚与倍半硅氧烷共改性聚硅氧烷    1～100份

固化剂                         10～80份。

所述环氧树脂包括双酚A型环氧树脂、酚醛环氧树脂或脂环族环氧树脂。

所述固化剂包括胺类固化剂、酸酐类固化剂、咪唑、高分子预聚体、潜伏型固化剂或功能性固化剂；优选对，对’-二氨基二苯甲烷、酚酚树脂或聚氨酯。

所述添加聚醚与倍半硅氧烷共改性聚硅氧烷的环氧树脂复合材料的制备方法，是将100重量份的环氧树脂和1～100重量份的聚醚与倍半硅氧烷共改性聚硅氧烷，在甲苯的存在下高速搅拌进行复合，再加入10～80重量份的固化剂，充分混匀后，用真空度为133～1000Pa的真空烘箱，在30～120℃下抽掉溶剂与气泡，倒入预热的模具，按80℃～90℃下0～6小时、140℃～160℃下2～4小时、180℃～200℃下2～4小时程序固化，最后得到环氧树脂复合材料。

上述聚醚与倍半硅氧烷共改性聚硅氧烷，按重量份数计，包括下述组分：

含氢硅油                       100份

聚醚                           1～200份

倍半硅氧烷                     1～100份

有机溶剂                       20～500份

氯铂酸                         0.001～0.02份

封端剂                         10～100份。

所述含氢硅油，分子量为1000～30000，含氢量为0.1～1.6wt％。

所述聚醚为烯丙基聚醚，通式为：CH₂＝CHCH₂(C₂H₄O)_a(C₃H₆O)_bR；其中a＝1～40，b＝0～20；R为氢、氨基、环氧基、甲基、乙基、丙基、异丙基或苄基。烯丙基聚醚优选烯丙基聚氧乙烯聚氧丙烯醚(F6)、环氧封端的烯丙基聚醚或氨基封端的烯丙基聚醚。

所述有机溶剂为甲苯、异丙醇或丁醚，优选甲苯。

所述封端剂为甲醇、乙醇、正丙醇或正丁醇。

上述聚醚与倍半硅氧烷共改性聚硅氧烷的制备方法，包括下述步骤：以0.001～0.02重量份的氯铂酸作为催化剂，在60～120℃下，100重量份的含氢硅油、1～200重量份的聚醚、1～100重量份的倍半硅氧烷和20～500重量份的有机溶剂进行硅氢加成反应2～10小时；然后用10～100重量份的封端剂进行封端反应1～5小时，得到聚醚与倍半硅氧烷共改性聚硅氧烷。

所述硅氢加成反应温度优选90～110℃。