[发明专利]一种有机硅杂化环氧树脂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种有机硅杂化环氧树脂的制备方法，其特征在于是由含硅氧烷结构的硅油与环氧烷基硅烷偶联剂水解缩合反应而得，包含以下步骤：将100质量份含硅氧烷结构的硅油、50～500质量份环氧烷基硅烷偶联剂、50～600质量份有机溶剂、5～120质量份去离子水和0.5～6质量份催化剂混合均匀，接着于50～100℃反应2～8小时，除去反应用的有机溶剂和去离子水，得到有机硅杂化环氧树脂；

所述的有机溶剂为醚类化合物或醇类化合物中的至少一种；

所述的催化剂为金属羧酸盐类；

所述的含硅氧烷结构的硅油的结构如式(1)或式(2)所示：

式(1)

式(2)

式(1)和(2)中的x均为0～300的整数；

y均为0～150的整数；

n为2或3；

R为H、甲基、乙基、正丙基、异丙基或丁基中的任意一种；

R₁为碳链长度为C3～C8的直链或由氧原子、硫原子或者氮原子中的至少一种与碳原子组合形成的、长度为3～8个原子的直链；

R₂为甲基、乙基、正丙基、异丙基或丁基中的任意一种；

R₃为甲基或乙基； 

所述的环氧烷基硅烷偶联剂如式(5)或式(6)所示：

式(5)式(6)

其中：R为碳链长度为C3～C8的直链或由氧原子、硫原子或者氮原子中的至少一种与碳原子组合形成的、长度为3～8个原子的直链；

R₁为甲基、乙基、正丙基、异丙基或丁基中的任意一种；

R₂为甲基或乙基；

n为2或3。

2.根据权利要求1所述有机硅杂化环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的含硅氧烷结构的硅油为通过如下方法制备得到：100质量份端环氧化硅油、3～30质量份氨基硅烷偶联剂和100～300质量份有机溶剂于60～140℃反应2～10小时而得到；

所述的有机溶剂为酮、含苯环类化合物或酰胺类化合物中的至少一种；

所述的端环氧化硅油的结构如式(3)所示：

式(3)

其中x为0～300的整数，y为0～150的整数；

所述的氨基硅烷偶联剂的结构如式(4)所示：

RHN-R₁-Si(R₂)_3-n(OR₃)_n

式(4)

其中R为H、甲基、乙基、正丙基、异丙基或丁基中的任意一种；

R₁为碳链长度为C3～C8的直链或由氧原子、硫原子或者氮原子中的至少一种与碳原子组合形成的、长度为3～8个原子的直链；

R₂为甲基、乙基、正丙基、异丙基或丁基中的任意一种；

R₃为甲基或乙基；

n为2或3。 

3.根据权利要求2所述有机硅杂化环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的至少一种。

4.根据权利要求2所述有机硅杂化环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂为丁酮、甲苯、二甲苯或N，N’-二甲基甲酰胺中的一种或至少两种形成的混合溶剂。

5.根据权利要求1所述有机硅杂化环氧树脂的制备方法，其特征在于：

所述的有机溶剂为四氢呋喃、二氧六环或乙醇中的一种或至少两种形成的混合溶剂；

所述的催化剂为二月桂酸二丁基锡、二丁基二乙酸锡或辛酸亚锡中的至少一种。

6.根据权利要求1所述有机硅杂化环氧树脂的制备方法，其特征在于：所述的环氧烷基硅烷偶联剂为环氧丙氧丙基三甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己烷)乙基三甲氧基硅烷、环氧丙氧辛基三甲氧基硅烷、环氧丙氧丁基三甲氧基硅烷或环氧丙氧丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种或者至少两种。