[发明专利]一种超枝化有机硅改性环氧树脂及其制备方法与应用

说明书

本发明属于有机硅改性领域，具体公开了一种超枝化环氧改性有机硅树脂的合成方法。该方法将水解缩合与非水解缩合工艺相结合，利用水解法在短时间内合成端羟基硅树脂低聚物，再将其与γ‑缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷进行非水解缩合反应，从而消除硅树脂中的羟基。该方法制得的环氧改性有机硅树脂为无色透明粘稠液体，其透光率高，热稳定性好，且制备工艺操作简单、反应条件温和，重复性和可控性好，易于实现工业化。且为高性能环氧改性有机硅材料的制备领域提供了一条重要的思路。

技术领域

本发明属于有机硅改性领域。特别涉及一种超枝化有机硅改性环氧树脂及其制备方法与应用，

背景技术

享有“工业酒精”、“科技发展催化剂”等美誉的有机硅材料，其具有耐高低温、电绝缘、耐臭氧、耐燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性。目前，有机硅化工材料广泛运用于电子电器、轻功、医疗、建筑、纺织、汽车等各热门行业。但纯有机硅树脂也有缺点，因其无表面活性基团，导致其粘结性能较差，而环氧树脂粘结性能、介电性能、耐溶剂性能优异，故通过环氧基团改性有机硅成为改性有机硅树脂的研究热点。

物理共混与化学改性是制备环氧树脂改性有机硅的常用方法，物理共混即通过机械的将有机硅树脂与环氧树脂进行共混，利用有机硅在环氧树脂体系中发生相分离，形成海岛结构，从而增加环氧树脂的断裂韧性。但有机硅与环氧树脂的溶度参数相差较大，因此采用共混法制备有机硅改性环氧树脂往往引起有机硅在环氧树脂表面富集，使环氧树脂粘接力下降，实用性不强。而化学改性则可以同时兼顾有机硅与环氧树脂的特点。

中国专利CN108948358A公布了一种共水解缩聚反应工艺制备了环氧改性有机硅树脂。其制备过程是：将含环氧羟基的三官能团有机硅单体和三官能团的有机硅单体中的一种或者几种溶解在有机溶剂中,再向溶液中滴加氟化钠的水溶液进行水解缩聚反应，加热缩合脱除低组分，过滤掉氟化钠得到环氧改性有机硅树脂。该制备工艺操作简单，但该反应在进行共水解聚合反应时，将带有环氧基团的有机硅与不带有环氧基团的有机硅直接混合，可能导致带有环氧基团的有机硅单体反应集中，进而引起环氧基团过于集中，以及整个分子结构基团分布极度不均匀，甚至反应程度、支化程度太低的情况，最后严重影响固化产物的性能。

因此如何改进合成工艺，避免引入基团过于集中、反应程度不高，对于环氧改性有机硅树脂及其广泛应用有着至关重要的作用。

发明内容

本发明首要目的在于提供一种超枝化有机硅改性环氧树脂的制备方法。该制备工艺结合了水解溶胶凝胶法与非水解溶胶凝胶法的优点，并避免了共水解缩聚反应中可能出现的反应程度不高、反应基团分布不均匀的情况。

本发明再一目的在于提供该方法制备的超枝化有机硅改性环氧树脂。所得树脂为无色透明粘稠液体、透光率、折射率高，热稳定性好，可以作为电子工业材料。

本发明另一目的在于提供上述超枝化有机硅改性环氧树脂在制备电子工业材料中的应用。

本发明通过如下技术方案实现：

一种超枝化有机硅改性环氧树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)以水解缩合法制备端羟基硅树脂低聚物：

以含有活性基团的硅氧烷与水为原料，碱性阴离子交换树脂为催化剂，在加热搅拌条件下进行水解缩合反应，得到端羟基硅树脂的粗产物，将粗产物减压抽滤除去碱性阴离子交换树脂，然后静置分层，取上层清液，进行减压蒸馏脱出低沸物，得到端羟基硅树脂低聚物；

(2)以非水解缩合法制备环氧改性有机硅树脂：

将端羟基硅树脂低聚物加入γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中，得到反应物，在碱性阴离子交换树脂的催化作用下，进行非水解缩合反应，将制备的粗产物进行减压抽滤除去碱性阴离子交换树脂，然后减压蒸馏脱出低沸物，即得到灌封胶用有机硅改性环氧树脂。