【地坪網資訊】關于一種聚苯基甲基硅氧烷改性環氧樹脂耐高溫防腐蝕涂料的制備研究內容如下：

朱化雨1 趙洪義2

(1·臨沂師范學院化學與資源環境學院,臨沂276005;2·山東宏藝科技股份有限公司,臨沂276034)

摘要：采用苯基三甲氧基硅烷和苯基甲基二甲氧基硅烷水解合成了聚苯基甲基硅氧烷(PS),然后改性E-20環氧樹脂,通過環氧值、 紅外光譜分析表明,有機硅接枝了環氧樹脂且環氧基保持不變。用DSC、TGA分析了有機硅含量對改性樹脂固化體系耐熱性能的影響,當m(E- 20)∶m(PS)=100∶25時,化學改性樹脂固化體系的耐熱性能明顯提高。以此改性樹脂為基料,采用適宜的固化劑,添加適當的顏料、功能填料、助劑等制備耐高溫防腐蝕涂料。結果表明,該涂料不僅具有優異的常規涂膜性能,同時還具有優異的耐高溫及防腐蝕性能。

關鍵詞：聚苯基甲基硅氧烷,環氧樹脂,改性,耐熱性,防腐蝕

環氧樹脂具有優良的力學性能和電氣性能,廣泛用于電子電氣封裝材料、膠粘劑、 涂料等領域。工業的迅速發展、技術的不斷更新促使環氧樹脂高性能化,環氧樹脂高性能化主要是改善基體樹脂體系的韌性、耐熱性等綜合性能。有機硅具有低溫柔 韌性、低表面能、耐熱、耐候、憎水等優點。因此,利用有機硅改性環氧樹脂來提高基體樹脂性能以適應技術發展的需求[1-4]。

有機硅改性環氧樹脂集二者優點于一體,可以明顯改善基體環氧樹脂的韌性、耐熱性等理化性能。近年來多數研究采用甲基類聚硅氧烷改性 環氧樹脂,大量甲基對改性樹脂的耐熱性以及力學性能提高有限;而全苯基類聚硅氧烷雖然可以大幅度地提高改性樹脂體系的耐熱性能,但會導致玻璃化轉變溫度的 降低,同時成本也較高[5-7]。因而針對上述問題,本方法采用苯基三甲氧基硅烷和苯基甲基二甲氧基硅烷水解合成聚苯基甲基硅氧烷(PS),然后用其改性 環氧樹脂,此法可以明顯提高改性樹脂體系的耐熱性能及韌性等理化性能,并以此共聚物作為涂料基體成膜物,研制了一種常溫固化的耐高溫防腐蝕涂料[8]。

1實驗部分

1·1原料

苯基三甲氧基硅烷,苯基甲基二甲氧基硅烷,大連元永有機硅廠;E-20環氧樹脂:無錫樹脂廠;聚酰胺固化劑:徐州中研科技工業有限公司;二月桂酸二丁基錫:北京正恒化工有限公司;鋁粉、鋅粉,工業品;云母粉(1000目),工業品;滑石粉(1000目),工業品;防腐增進劑,工業級;偶聯劑:WD-50,KH-550,武漢大學有機硅工廠;乙酸丁酯,環己酮,濃鹽酸,丙酮等均為分析純。

1·2PS的制備

在裝有機械攪拌、回流冷凝管、滴液漏斗、溫度計的四口圓底燒瓶中加入150g苯基三甲氧基硅烷和90g苯基甲基二甲氧基硅烷,攪勻 后升溫至70℃,加入50g二次蒸餾水和0·4g濃鹽酸的混合液,反應3h后結束反應,減壓蒸餾降至室溫,即得聚苯基甲基硅氧烷[9-10]。

1·3PS改性環氧樹脂的制備

在裝有機械攪拌、溫度計、加料漏斗、回流冷凝管的四口圓底燒瓶中,加入一定量的環氧樹脂、乙酸丁酯和環己酮,加熱溶解后加入PS和 二月桂酸二丁基錫,升溫至150℃,拉絲法確定反應終點。按上述方法制備一系列改性樹脂體系,即m(E-20)∶m(PS)=100∶5、100∶15、 100∶25和100∶35,對應改性樹脂為EPS-5、EPS-15、EPS-25和EPS-35。

1·4結構表征與性能測試

黏度:NDJ-1旋轉黏度計,上海昌吉地質儀器;環氧值:鹽酸-丙酮法;IR分析:傅立葉紅外光譜儀:DXF1-X700,美國;差示掃描量熱儀(DSC):DSC200F3Maia(,德國;熱失重分析儀(TGA):TG209F3,德國。

1·5固化成膜與漆膜性能檢測

將改性樹脂、聚酰胺固化劑、顏料、助劑、偶聯劑等按一定配比混均,熟化后涂膜,室溫固化一定時間進行涂料性能測試?！镀崮?、膩子膜 干燥時間測定法》:GB1728-79;《漆膜柔韌性測定方法》:GB1731-79;《漆膜附著力測定方法》:GB9286-88;《漆膜硬度測定方 法》:GB/T6739-1996;《漆膜抗沖擊測定方法》:GB1732-79;《漆膜耐熱性測定法》:GB1735-79;《耐鹽霧性》:GB /T1771-91;《耐熱水》:GB/T1733-93;漆膜耐腐蝕性能:分別置于質量分數為10%的H2SO4、NaOH、NaCl溶液中,觀察漆膜 變化,出現起皺、生銹現象即停止實驗。

2結果與討論

2·1PS改性環氧樹脂的制備

PS改性環氧樹脂的反應式如圖1所示。在二月桂酸二丁基錫催化作用下,PS的硅甲氧基活性基團(Si-OCH3)與環氧樹脂的仲羥 基發生縮聚反應,形成具有適度交聯密度的有機硅改性環氧樹脂。PS改性E-20環氧樹脂降低了基體樹脂的內應力,改善了體系相容性,還提高了改性樹脂的耐 熱性能,所得改性樹脂為淡黃色透明液體。

圖1 PS改性E-20環氧樹脂的反應式

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用鹽酸-丙酮法對上述反應的環氧值進行跟蹤測定,結果表明,反應前后改性環氧樹脂體系的環氧值保持不變,這說明PS中的甲氧基主要與E-20環氧樹脂的羥基發生了接枝反應,保留了環氧基團。

2·2PS及其改性環氧樹脂的紅外(IR)表征

圖2中曲線分別是PS改性E-20環氧樹脂和改性環氧樹脂EPS-25的IR光譜。在EPS-25的譜圖中,913~914cm- 1和1246cm-1分別是環氧基特征吸收峰,此處吸收峰保持不變,在1110~1020cm-1處為新出現的Si-O-C吸收 峰,2834~2840cm-1處Si-OCH3的特征吸收峰消失。這也說明了PS中的甲氧基的確與E-20環氧樹脂的仲羥基發生了反應[6]。

圖2 E-20和EPS-25的紅外譜圖

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