CN104592918B - 一种硼改性酚醛树脂胶黏剂的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硼改性酚醛树脂胶黏剂的制作方法，包含以下步骤：步骤一：合成聚硼硅氧烷（PBSH）；步骤二：合成改性酚醛树脂；步骤三：制备硼改性酚醛树脂胶黏剂。本发明硼改性酚醛树脂胶黏剂中制备聚硼硅氧烷方法条件较为温和，操作简单、无有害气体生成，绿色环保，所得聚硼硅氧烷耐高温性能优异，含有大量的端羟基，用作改性剂，能同时提高酚醛树脂的耐高温性和粘结强度，为制备耐高温酚醛树脂胶黏剂提供了一种可行的方法。

Description

一种硼改性酚醛树脂胶黏剂的制作方法
技术领域
本发明申请为申请日2013年08月27日，申请号为：201310377320.4，名称为“一种硼改性酚醛树脂胶黏剂的制作方法”的发明专利申请的分案申请。本发明属于高分子化学领域，尤其涉及一种利用聚硼硅氧烷与改性酚醛树脂合成胶黏剂的制作方法。
背景技术
酚醛树脂价格很低、原料容易买到、生产工艺及生产设备简单，已成为工业部门不可缺少的材料之一,应用非常广泛。纯的酚醛树脂热稳定性和耐高温性不够高，人们对其改性进行了大量研究，以提高其耐热性和粘结强度。
聚硼硅氧烷（PBS）具有优异的耐热性能。有研究利用硼酸与有机硅预聚物来制备聚硼硅氧烷，并将其用于酚醛树脂的改性，改性后的树脂残碳率大幅提高，但改性后的酚醛树脂胶黏剂的粘结力没有明显提高（张斌等，高分子材料科学与工程，2008，152）。有研究在聚硼硅氧烷中引入对苯二酚结构，得到聚硼硅氧烷PBSH，目前主要采用如下技术路线制备PBSH：在氮气氛中，先由二卤硅烷和硼酸进行本体反应，之后加入对苯二酚溶液继续反应，得到PBSH（费逸伟,涂料工业.1991,3,8）。在上述路线中存在如下的问题：其中采用卤硅烷与硼酸反应，生成有刺激气味的HCl气体，具有很高的腐蚀性。
发明内容
本发明设计了一种硼改性酚醛树脂胶黏剂的制作方法，其目的在于提供一共耐高温，高粘结强度的胶黏剂，同时，对聚硼硅氧烷（PBSH）的制备方法进行了改进，客服现有技术中的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了以下方案：
一种硼改性酚醛树脂胶黏剂，包含以下步骤：
步骤一：合成聚硼硅氧烷（PBSH）；
步骤二：合成改性酚醛树脂；
步骤三：制备硼改性酚醛树脂胶黏剂。
所述的步骤一是将有机硅氧烷与硼酸加入到有机溶剂中，在催化剂存在的条件下，于氮气气氛下3小时内从90℃逐步升温到200℃，反应1-5h；然后加入多元酚，反应4-10h，水泵减压反应1.5～3h后，得到聚硼硅氧烷（PBSH）；
所述的步骤二是取20重量份的甲氧基二甲苯单体、20重量份的对苯二酚以及1.5重量份的酸性催化剂，在125℃的条件下反应1-4h，降温冷却后，加入1.5重量份的碱性催化剂、12重量份的有机溶剂以及18重量份的甲醛，在0.6KPa的真空下脱水反应，至透明后得到改性酚醛树脂；
所述的步骤三是取步骤一中制得的聚硼硅氧烷和步骤二制得的改性酚醛树脂按1-6:10的质量比混合均匀，得到硼改性酚醛树脂胶粘剂。
步骤一所述有机硅氧烷：硼酸：多元酚的摩尔比为1:1～2:0.25～1，催化剂用量为单体总质量的1～2‰。
步骤一所述有机硅氧烷是苯基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷按照重量分数1:2制成的混合物。
步骤一所述溶剂为二乙二醇二甲醚或二氧六环。
步骤一所述催化剂为氯化亚锡、四氯化钛、三氧化铁中的任意一种。
步骤一所述的多元酚为邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、间苯三酚、邻苯三酚中的一种或是几种的混合。
步骤二所述酸性催化剂为25wt%的对甲苯磺酸，所述的碱性催化剂为20wt%的氨水，所述的有机溶剂为苯乙烯。
步骤三所述聚硼硅氧烷和改性酚醛树脂的质量比为2-5:10。
该硼改性酚醛树脂胶黏剂的制作方法具有以下有益效果：
1、本发明通过有机硅氧烷与硼酸、多元酚缩聚，合成含有大量端羟基且具有优异耐热性的聚硼硅氧烷；与酚醛树脂混合后，能提高其耐热性和粘接强度。
2、本发明制备聚硼硅氧烷方法条件温和，操作简单、无有害气体生成，绿色环保，所得聚硼硅氧烷耐高温性能优异。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明做进一步说明：
实施例1
步骤一：将苯基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷按照重量分数1:2制成的混合物与硼酸加入到二乙二醇二甲醚中，在氯化亚锡存在的条件下，于氮气气氛下3小时内从90℃逐步升温到200℃，继续反应5h；然后加入间苯二酚，反应6h，水泵减压反应2h后，得到聚硼硅氧烷（PBSH）；有机硅氧烷：硼酸：间苯二酚的摩尔比为1:1:1，催化剂用量为单体总质量的1‰；
步骤二：取20重量份的甲氧基二甲苯单体、20重量份的对苯二酚以及1.5重量份的25wt%的对甲苯磺酸，在125℃的条件下反应2h，降温冷却后，加入1.5重量份的20wt%的氨水、12重量份的苯乙烯以及18重量份的甲醛，在0.6KPa的真空下脱水反应，至透明后得到改性酚醛树脂；
步骤三：取步骤一中制得的聚硼硅氧烷和步骤二制得的改性酚醛树脂按2:10的质量比混合均匀，得到硼改性酚醛树脂胶粘剂。
实施例2
步骤一：将苯基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷按照重量分数1:2制成的混合物与硼酸加入到二氧六环中，在氯化亚锡存在的条件下，于氮气气氛下3小时内从90℃逐步升温到200℃，继续反应5h；然后加入间苯二酚，反应6h，水泵减压反应2h后，得到聚硼硅氧烷（PBSH）；有机硅氧烷：硼酸：间苯二酚的摩尔比为1:1:1，催化剂用量为单体总质量的1‰；
步骤二：取20重量份的甲氧基二甲苯单体、20重量份的对苯二酚以及1.5重量份的25wt%的对甲苯磺酸，在125℃的条件下反应2h，降温冷却后，加入1.5重量份的20wt%的氨水、12重量份的苯乙烯以及18重量份的甲醛，在0.6KPa的真空下脱水反应，至透明后得到改性酚醛树脂；
步骤三：取步骤一中制得的聚硼硅氧烷和步骤二制得的改性酚醛树脂按3:10的质量比混合均匀，得到硼改性酚醛树脂胶粘剂。
实施例3
步骤一：将苯基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷按照重量分数1:2制成的混合物与硼酸加入到二氧六环中，在四氯化钛存在的条件下，于氮气气氛下3小时内从90℃逐步升温到200℃，继续反应5h；然后加入间苯二酚，反应6h，水泵减压反应2h后，得到聚硼硅氧烷（PBSH）；有机硅氧烷：硼酸：间苯二酚的摩尔比为1:1:1，催化剂用量为单体总质量的1‰；
步骤二：取20重量份的甲氧基二甲苯单体、20重量份的对苯二酚以及1.5重量份的25wt%的对甲苯磺酸，在125℃的条件下反应2h，降温冷却后，加入1.5重量份的20wt%的氨水、12重量份的苯乙烯以及18重量份的甲醛，在0.6KPa的真空下脱水反应，至透明后得到改性酚醛树脂；
步骤三：取步骤一中制得的聚硼硅氧烷和步骤二制得的改性酚醛树脂按4:10的质量比混合均匀，得到硼改性酚醛树脂胶粘剂。
实施例4
步骤一：将苯基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷按照重量分数1:2制成的混合物与硼酸加入到二乙二醇二甲醚中，在三氧化铁存在的条件下，于氮气气氛下3小时内从90℃逐步升温到200℃，继续反应5h；然后加入间苯二酚，反应6h，水泵减压反应2h后，得到聚硼硅氧烷（PBSH）；有机硅氧烷：硼酸：间苯二酚的摩尔比为1:1:1，催化剂用量为单体总质量的1‰；
步骤二：取20重量份的甲氧基二甲苯单体、20重量份的对苯二酚以及1.5重量份的25wt%的对甲苯磺酸，在125℃的条件下反应2h，降温冷却后，加入1.5重量份的20wt%的氨水、12重量份的苯乙烯以及18重量份的甲醛，在0.6KPa的真空下脱水反应，至透明后得到改性酚醛树脂；
步骤三：取步骤一中制得的聚硼硅氧烷和步骤二制得的改性酚醛树脂按5:10的质量比混合均匀，得到硼改性酚醛树脂胶粘剂。
在上述实施例1-4中的多元酚均选用了间苯二酚，在其余条件基本相同的情况下，仅改变聚硼硅氧烷和改性酚醛树脂的反应比例，然后对实施例中得到的产物经涂胶、固化，测定其粘结强度。实验结果表明，当聚硼硅氧烷和改性酚醛树脂按4:10的质量比混合均匀时得到的胶黏剂的粘结强度最大。
上面结合实施例对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种硼改性酚醛树脂胶黏剂的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：合成聚硼硅氧烷；步骤二：合成改性酚醛树脂；步骤三：制备硼改性酚醛树脂胶黏剂；所述步骤一是将有机硅氧烷与硼酸加入到有机溶剂中，在催化剂存在的条件下，于氮气气氛下3小时内从90℃逐步升温到200℃，反应1-5h；然后加入多元酚，反应4-10h，水泵减压反应1.5～3h后，得到聚硼硅氧烷；步骤一所述有机硅氧烷：硼酸：多元酚的摩尔比为1:1～2:0.25～1，催化剂用量为单体总质量的1～2‰；步骤一所述有机硅氧烷是苯基三甲氧基硅烷和甲基三甲氧基硅烷按照重量分数1:2制成的混合物；步骤一所述溶剂为二氧六环；步骤一所述催化剂为氯化亚锡、四氯化钛、三氧化铁中的任意一种；所述的步骤二是取20重量份的甲氧基二甲苯单体、20重量份的对苯二酚以及1.5重量份的酸性催化剂，在125℃的条件下反应1-4h，降温冷却后，加入1.5重量份的碱性催化剂、12重量份的有机溶剂以及18重量份的甲醛，在0.6KPa的真空下脱水反应，至透明后得到改性酚醛树脂；所述的步骤三是取步骤一中制得的聚硼硅氧烷和步骤二制得的改性酚醛树脂按1-6:10的质量比混合均匀，得到硼改性酚醛树脂胶粘剂；步骤一所述的多元酚为邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、间苯三酚、邻苯三酚中的一种；步骤三所述聚硼硅氧烷和改性酚醛树脂的质量比为2-5:10。
2.根据权利要求1所述硼改性酚醛树脂胶黏剂的制作方法，其特征在于：步骤二所述酸性催化剂为25wt%的对甲苯磺酸，所述的碱性催化剂为20wt%的氨水，所述的有机溶剂为苯乙烯。
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