[发明专利]一种含三聚氰胺有机硅杂化结构的环氧树脂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及环氧树脂，涉及一种含三聚氰胺有机硅杂化结构的环氧树脂及其制备方法和应用。

技术背景

环氧树脂因其具有优异的力学性能，粘结性能，电学性能，稳定性及固化收缩率低等，被广泛应用于建筑，涂料，胶黏剂及电子电器材料等领域。然而，普通环氧树脂的固化物存在脆性，易疲劳，耐热性、阻燃性不足等缺点，例如普通环氧树脂的极限氧指数仅为19.8，属于易燃材料，使得环氧树脂使用时存在着安全隐患。因此，如何提高环氧树脂的的阻燃性能，使之更好的满足日益广泛的应用领域，成为国内外研究的热点。

目前，市场上应用最多的阻燃型环氧树脂是含有卤素的环氧树脂如四溴双酚A环氧树脂，但是此类环氧树脂燃烧过程中会产生多溴二苯并呋喃和多溴代二苯并二噁烷等对人体有毒害的物质。因此，研究无卤阻燃型的环氧树脂成为目前研究的热点。提高环氧树脂阻燃性的方法主要有添加法和反应法两类。添加法即在环氧树脂中加入无卤阻燃剂使得环氧树脂的固化物达到阻燃性的目的，但是添加法所加入的阻燃剂在使用过程中很容易迁移出来，仍然会使得环氧树脂的使用存在安全隐患。反应型的无卤阻燃环氧树脂是将阻燃性的基团通过与环氧树脂或者环氧树脂固化剂反应的方法将阻燃性结构引入到环氧树脂的交联网络中去，这种方法所得到环氧树脂克服了添加法制备的无卤阻燃型环氧树脂在使用过程中因添加剂的流逝而带来的环氧树脂使用时的安全隐患等问题，可以达到良好的阻燃效果，并且具有极好的热稳定性和成碳率。因此利用这种环保阻燃性的环氧树脂来代替含有卤素阻燃性的环氧树脂具有十分重大的意义。

近年来，关于环保阻燃的环氧树脂的研究主要集中在有机硅有机磷改性环氧树脂领域。根据高分子结构与性能关系的原理，这类有机硅或者有机磷改性的环氧树脂相对于普通环氧树脂具有较好的阻燃效果，但是往往会使得环氧树脂的热性能及力学性能下降。

发明内容：

针对上述现有技术存在的技术问题，本发明的目的是提供一种含三聚氰胺有机硅杂化结构的环氧树脂，具有较好的阻燃性，耐热性和力学性能。

本发明的另一个目的是提供上述三聚氰胺有机硅杂化物环氧树脂的制备方法。该环氧树脂是三聚氰胺经甲醛羟甲基化后，与有机硅化合物的水解后的物质进行原位反应得到的。

本发明的再一目的是提供上述环氧树脂的具体应用方式。

为了达到以上目的，本发明提供了如下的技术方案：

一种含三聚氰胺有机硅杂化结构的环氧树脂，其具有如式(1)所示的结构通式：

其中，R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆为氢或者且R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆不能同时为氢；R为含有环氧基的C_1-10烷基。

本发明还提供一种含三聚氰胺有机硅杂化结构的环氧树脂的制备方法，包括如下步骤：

按照重量份计，将100份的三聚氰胺和64.35-390份的质量分数为20％-37％的甲醛溶液在PH＝7-10条件下于60-90℃反应20-80分钟，然后加入催化剂及150-1200份环氧基硅烷在60-100℃下水解缩合反应1-5小时作为优选，所用的环氧基硅烷的结构如式(2)所示：

式(2)中，R’为3～18个碳的直链或者侧链烃基链结；

R₁为甲基、乙基、正丙基、异丙基或丁基；

R₂为甲基、乙基、正丙基、异丙基或丁基；

n为0或者1。

作为优选，所述的催化剂包括二丁基二月桂酸锡，三乙氨，三苯基磷，三氯化铝，二氯化锌或三氯化铁。

作为优选，所述催化剂的用量为为反应体系物质总重量的0.05％-1％，更优选0.1-0.5％。

本发明还提供上述含三聚氰胺有机硅杂化结构的环氧树脂的应用，可以是单独或与其他环氧树脂混合使用；所述的其他环氧树脂包括双酚A型环氧树脂，双酚F型环氧树脂，双酚A型酚醛环氧树脂和酚醛环氧树脂中的任一种或两种以上的混合物。