一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及輕工、化工材料的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂及其制備方法和應(yīng)用，該柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂，由于摻雜了硼原子，且引入了苯基，從而使得該柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂具有優(yōu)異的耐腐蝕性能。而且本發(fā)明制備的柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂清漆可耐溫度為550℃~600℃，在550℃~600℃中煅燒3h，涂膜不但不脫落，反而變得更加致密且光滑。本發(fā)明的一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂的制備方法，具有方法簡單，能夠適用于大規(guī)模生產(chǎn)的特點(diǎn)。該柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂能夠用作耐高溫耐腐蝕涂料的基體樹脂。
【專利說明】一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂及其制備方法和 應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及輕工、化工材料的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種柔性與剛性鏈交互的含 硼有機(jī)硅樹脂及其制備方法和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 據(jù)報(bào)道我國已在20世紀(jì)90年代初研制開發(fā)了耐溫500~800°C的耐溫涂料。在 二十一世紀(jì)的今天，隨著科學(xué)技術(shù)，尤其是國防和尖端技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品的耐熱性提 出了更高的要求。目前生產(chǎn)的耐高溫樹脂因在高溫下會(huì)氧化裂解，以致膜層脫落，已不能 滿足特殊的高溫要求。因此，突破傳統(tǒng)耐高溫涂料的工藝和技術(shù)，推動(dòng)新型耐高溫涂料的設(shè) 計(jì)、研究和發(fā)展，制備更優(yōu)異的耐高溫材料，是極為必要而且是十分迫切的。
[0003] 有機(jī)硅樹脂是熱固性樹脂，具有優(yōu)異的熱氧化穩(wěn)定性，耐熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般有 機(jī)樹脂。有機(jī)硅樹脂具有高的熱分解溫度，在200~250°C下長期使用不分解、不變色；常溫 下長時(shí)間放置其性能穩(wěn)定，不會(huì)自我聚合、固化、變色等，交聯(lián)固化后能耐350~500°C高溫。 對(duì)有機(jī)硅樹脂進(jìn)行耐熱改性或添加耐熱填料后，則能耐更高溫度。甲基、乙基等能賦予硅樹 脂熱穩(wěn)定性、耐電弧性、脫模性、憎水性等，而排在前面的如苯基，則能賦予硅樹脂良好的氧 化穩(wěn)定性和在一定溫度范圍內(nèi)破壞高聚物結(jié)晶性。一般來講都可以通過對(duì)產(chǎn)品性能的需 求，在制備硅樹脂時(shí)通過引入不同的有機(jī)硅烷單體和不同數(shù)量的有機(jī)基來控制。
[0004] 在有機(jī)娃樹脂的合成中，娃樹脂的交聯(lián)度R/Si(代表娃樹脂中有機(jī)基團(tuán)與娃原子 數(shù)目的比值）是重要的參數(shù)，其中R為與Si原子相連的不含活化官能團(tuán)的有機(jī)基團(tuán)，如甲 基、乙基、丙基、辛基或苯基等。有機(jī)硅樹脂的性能與R/Si值的大小有密切的聯(lián)系，比如硅 樹脂的干燥性、漆膜硬度、柔軟性、熱失重及耐熱開裂性均與R/Si值有關(guān)。若參與反應(yīng)的均 為二官能度的硅氧烷單體，則R/Si值為2,產(chǎn)物為分子量較小的直鏈硅油；若參與反應(yīng)的均 為三官能度或四官能度的硅氧烷單體，則R/Si的值為1，可能引起交聯(lián)密度太高、反應(yīng)速度 太快而容易使反應(yīng)不均衡，從而導(dǎo)致制備的產(chǎn)物為固體粉末狀，且不溶于溶劑中。一般來 講，二官能團(tuán)的單體能增進(jìn)柔韌性，三官能團(tuán)的單體能提高交聯(lián)度，四官能團(tuán)的單體能改善 常溫干燥性。顯然，制備可用于作為清漆的硅樹脂，R/Si的合適的范圍在1~2之間。通常 情況下，R/Si值較小時(shí)，硅樹脂的干燥性比較好，而且此時(shí)熱失重小、漆膜堅(jiān)硬，但樹脂的柔 軟性會(huì)有所降低，且漆膜變脆。一般來講，涂料用硅樹脂的R/Si值要小于1. 5。
[0005] 另外，由于人們對(duì)耐高溫涂料的耐熱性提出了更高的要求，因此，耐高溫涂料用的 有機(jī)硅樹脂，除了要求具有耐高溫特性外，還需要具備較好的耐腐蝕性、易固化特性等性 能。然而，現(xiàn)有技術(shù)中的有機(jī)硅樹脂，存在耐腐蝕性不好的缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的之一在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種耐腐蝕性優(yōu)異的 柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂。
[0007] 本發(fā)明的目的之二在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種耐腐蝕性優(yōu)異的 柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂的制備方法。
[0008] 本發(fā)明的目的之三在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種將耐腐蝕性優(yōu)異 的柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂用作耐高溫耐腐蝕涂料的基體樹脂的應(yīng)用。
[0009] 為達(dá)到上述目的之一，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。

【權(quán)利要求】
1. 一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂，其特征在于：具有式I表示的結(jié)構(gòu)：
式I 其中：Ri為甲基； R2為正辛基或苯基； &為苯基； 所述柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂的重均分子量為2200~3300,平均聚合度為 11-20〇
2. 權(quán)利要求1所述的一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂的制備方法，其特征在 于：它包括以下步驟： 步驟一，水解反應(yīng)：先將硅烷單體組合物、硼酸和有機(jī)溶劑混合，然后加入催化劑和去 離子水，在一定溫度下水解反應(yīng)一定時(shí)間，得到一定水解率的水解液； 步驟二，縮聚反應(yīng)：將步驟一得到的水解液通過減壓蒸餾進(jìn)行縮聚反應(yīng)，所述縮聚反應(yīng) 分兩個(gè)不同反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間的反應(yīng)階段進(jìn)行，得到柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹 脂。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂的制備方法，其特 征在于：所述步驟一的水解反應(yīng)中，所述硅烷單體組合物為摩爾比是4~6:2~4:5~8的二甲 基二乙氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷和苯基三乙氧基硅烷三種的組合物，或?yàn)槟柋仁?3~4:1的_甲基_乙氧基娃燒和苯基二乙氧基娃燒兩種的組合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂的制備方法，其特 征在于：所述步驟一的水解反應(yīng)中，所述硅烷單體組合物與所述硼酸的摩爾比為5~10:1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂的制備方法，其特 征在于：所述步驟一的水解反應(yīng)中，所述有機(jī)溶劑為無水乙醇，所述無水乙醇與所述硅烷單 體組合物的體積比為1~3: 2~4。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂的制備方法，其特 征在于：所述步驟一的水解反應(yīng)中，所述去離子水的用量占所述硅烷單體組合物完全水解 所需的去尚子水用量的摩爾百分比為60%~80%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂的制備方法，其特 征在于：所述步驟一的水解反應(yīng)中，所述催化劑為摩爾濃度是0. 5m〇l/L~2m〇l/L的鹽酸；所 述鹽酸的用量占所述硅烷單體組合物的體積百分?jǐn)?shù)為l°f3%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂的制備方法，其特 征在于：所述步驟一的水解反應(yīng)中，所述水解反應(yīng)的溫度為60°C~70°C，所述水解反應(yīng)的時(shí) 間為2小時(shí)~3小時(shí)；所述水解率為60%~80%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂的制備方法，其特 征在于：所述步驟二的縮聚反應(yīng)中，所述縮聚反應(yīng)分為第一反應(yīng)階段和第二反應(yīng)階段；所 述第一反應(yīng)階段的反應(yīng)溫度為60°C~70°C，所述第一反應(yīng)階段的反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)~3小 時(shí)；所述第二反應(yīng)階段的反應(yīng)溫度為120°C~135°C，所述第二反應(yīng)階段的反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí) ~3小時(shí)。
10. -種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂的應(yīng)用，其特征在于：權(quán)利要求1所述的 一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂以及權(quán)利要求2至9任意一項(xiàng)所述的一種柔性與 剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹脂的制備方法制備的一種柔性與剛性鏈交互的含硼有機(jī)硅樹 脂用作耐高溫耐腐蝕涂料的基體樹脂。
【文檔編號(hào)】C09D185/04GK104448327SQ201410810527
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月24日
【發(fā)明者】郝志峰, 王丹, 林國濤, 吳雅紅, 余倩, 余堅(jiān) 申請(qǐng)人:廣東工業(yè)大學(xué)