[发明专利]端环氧基硅油预反应物改性环氧树脂复合材料及制备与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种改性环氧树脂复合材料，特别涉及一种端环氧基硅油预反 应物改性环氧树脂复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

环氧树脂是一类具有良好粘结、耐腐蚀、电气绝缘和高强度等性能的热固 性高分子合成材料。它已被广泛地应用于多种金属与非金属的粘接、耐腐蚀涂 料、电气绝缘材料、玻璃钢/复合材料等的制造。它在电子、电气、机械制造、 化工防腐、航空航天、船舶运输及其他许多工业领域中起到重要的作用。近年 来其应用扩展到纤维强化材料、半导体封装材料、层压板、集成电路等电子电 气封装材料等，这就要求材料具有更高的性能，如高韧性、耐热性、耐水性和 耐化学药品性。然而由于环氧树脂具有三维立体网状结构，较高的表面能以及 带有一些羟基等，使其存在性脆，耐热性差、易受水影响等不足。

有机硅具有热稳定性好、低表面能、低温柔韧性、耐候、憎水、耐氧化和 介电强度高等优点。国内外对提高环氧树脂材料韧性、耐热性等做了大量的改 性工作，其中有机硅改性环氧树脂具有较好的效果。用有机硅改性环氧树脂是 近年发展起来的既能降低环氧树脂内应力，又能增加环氧树脂韧性和耐高温性 等性能的有效途径。其中，端环氧基硅油改性环氧树脂复合材料，主要是采用 直接共混的方式，虽然操作简单，但是相容性不好，出现分相，端环氧基硅油 不能完全键合到树脂基体上，力学性能和热性能不好。

发明内容

本发明的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种端环氧基硅 油预反应物改性环氧树脂复合材料；该端环氧基硅油预反应物改性环氧树脂复 合材料既具有高力学强度，又具有高韧性、高耐热性和高抗冲击等性能。

本发明的另一目的在于提供所述端环氧基硅油预反应物改性环氧树脂复合 材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供所述端环氧基硅油预反应物改性环氧树脂复合 材料的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种端环氧基硅油预反应物改性环 氧树脂复合材料，由以下按质量份数计的成分组成：

端环氧基硅油的预反应物         0.1～100份

环氧树脂                       100份

固化剂                         5～70份

二氧化硅                       0～50份；

所述端环氧基硅油的预反应物的结构式如式(1)所示：

式(1)

其中n为1～200的整数；

R为-NH₂-R`、

R`为碳链长度为C1～C8的烷基或者是含有1～10个芳香环的芳香族链段；

M为碳链长度为C1～C8的烷基或者是含有1～10个芳香环的芳香族链段；

所述的端环氧基硅油预反应物优选通过端环氧基硅油与环氧基团反应剂在 溶剂中进行反应得到，包含以下步骤：端环氧基硅油(即是两端带有环氧基的 聚硅氧烷)和环氧基团反应剂按摩尔比1∶2混合，用有机溶剂充分溶解，接着加 热，于100～140℃反应12～16小时，然后除去有机溶剂，得到端环氧基硅油预 反应物；

所述的端环氧基硅油为环氧值为0.01～0.1mol/100g的端环氧基硅油；

所述的有机溶剂为能将端环氧基硅油和环氧基团反应剂溶解的有机溶剂， 优选甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的至少一种；

所述有机溶剂的用量优选为相当于端环氧基硅油质量的1～2倍；

所述的环氧基团反应剂是带有能与环氧基团反应的功能基的有机化合物， 包括胺类有机化合物和酸酐类有机化合物等；

所述的环氧基团反应剂若为胺类，如：二氨基二苯基甲烷(DDM)，溶剂为 二甲苯，反应温度为100～110℃，反应时间为15～16个小时；

所述的环氧基团反应剂若为酸酐类，如：邻苯二甲酸酐，溶剂为二甲基甲 酰胺，反应温度为130℃140℃，反应时间为12～14个小时；

所述的环氧基团反应剂若为双酚A类，如：双酚A，溶剂为甲苯，反应温 度为120～130℃，反应时间为13～14个小时；