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EP专题:有机硅(三)有机硅油改性丙烯酸树脂1

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2021-01-29 4:55:35 * 浏览: 7
 环氧树脂20世纪40年代出现以来,日益受到人们的广泛重视,目前已广泛应用于塑料、涂料、机械、国防等许多领域。近年来其应用扩展到结构胶粘剂,及半导体封装、纤维强化材料、层压板、铜箔、集成电路等领域。环氧树脂具有优良的力学性能、电气性能、粘接性能、耐热性、耐溶剂性,以及易加工成型、成本低廉等优点。然而由于其三维立体网状结构、分子链间缺少滑动,碳-碳键、碳-氧键键能较小表面能较高,带有的一些羟基等使其内应力较大,发脆、高温下易降解、易受水影响。有机硅具有热稳定性好、耐氧化、耐候,低温性能好、表面能低、介电强度高等优点,但是其制造成本较高,力学性能、附着力、耐磨性、耐溶剂性较差。有机硅改性环氧树脂是近年来,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、耐高温等性能的有效途径。目前有机硅改性环氧树脂,方法主要有共混与共聚两类。共聚是利用有机硅上的活性端基,如羟基、氨基、烷氧基与环氧树脂中,环氧基、羟基进行反应生成嵌段高聚物,从而解决相容性的问题,并在固化结构中引入稳定和柔性的Si-O链,提高环氧树脂的断裂韧性;但与环氧基反应引入有机硅链段,不但消耗了环氧基使固化网络交联度下降,且大分子柔性链段的引入,也降低了环氧树脂的刚性,因此增韧的同时伴随着耐热性(Tg)的下降。

三、环氧有机硅油改性丙烯酸树脂的合成及性能

(一)引言

丙烯酸树脂具有优异的保光性、保色性、户外耐久性、耐化学性和物理力学性能,同时,它还具有色浅、低毒等特点,但其耐水性较差,室温固化速率慢。通过与其他单体、树脂共聚和改性,可以改变丙烯酸树脂各方面的性能,制备各种不同性能及应用领域的涂料。

环氧改性丙烯酸树脂是在环氧树脂分子链的两端引入丙烯基不饱和双键,然后与其他单体共聚,使得环氧树脂的各种优良性能(粘附力强、成型收缩率低、化学稳定性好、电绝缘性,以及热稳定性好等)在丙烯酸树脂中得到充分发挥,其干性、丰满度、光泽、硬度等综合性能优于一般的丙烯酸树脂,适用于装饰性要求特别高的场合。

有机硅材料具有优良的耐热、耐候、抗氧化、耐辐射等性能,而且表面能低,具有憎水、抗污性。因此以有机硅和丙烯酸酯共聚可以制得以丙烯酸酯类大分子为主链,侧链为带烷氧基或羟基的硅烷或聚硅氧烷有机硅改性丙烯酸树脂,以该树脂为主要成膜物的硅丙涂料集丙烯酸涂料和有机硅涂料之长,不仅具有超耐候性,还具有优异的耐水性、耐盐雾、耐温变性、耐玷污性及耐洗刷性能,主要应用于对耐候性能有特殊要求的建筑外墙涂料、工程机械涂料以及作业环境恶劣的码头设备、海洋设施等表面防腐及装饰。

上述3种材料各具特色,若将这3种材料有机结合在一起,则该材料的综合性能更佳,但已报道的研究多为有机硅改性丙烯酸树脂或环氧改性丙烯酸树脂,将环氧树脂、有机硅和丙烯酸树脂三者有机结合制得的材料的研究较少。本实验以苯乙烯,丙烯酸酯为主体,应用特殊环氧与有机硅油改性,通过自由基溶液共聚合成了一种以乙醇为主要溶剂的均匀牛顿型环氧树脂一有机硅一丙烯酸酯材料。

(二)实验部分

1、原料

甲基丙烯酸甲酯(MMA),丙烯酸丁酯(BA),苯乙烯(St),丙烯酸(AA),丙烯酸羟乙酯(HEA),均为工业级;偶氮二异丁腈(AIBN),丙烯酰氧基硅油,优级品;环氧828,工业级;乙醇≥95%。