CN110078923A - 一种苯基硅树脂及其制备方法 - Google Patents

一种苯基硅树脂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高分子新材料技术领域，具体涉及一种苯基硅树脂及其制备方法；本发明制备得到的苯基硅树脂具有良好的的耐热性能，很好的光泽度，优异的柔韧性能，同时还具有无机结构良好的硬度、附着力等优点。本发明涉及的制备方法简单，原料简单易得，无三废产生。

Description

一种苯基硅树脂及其制备方法
技术领域
本发明属于硅树脂材料技术领域，具体涉及一种苯基硅树脂及其制备方法。
背景技术
苯基硅树脂是一类由硅原子和氧原子交替连结组成骨架，且硅原子上连接苯基的聚合物。苯基硅树脂是有机硅树脂系列之一，是一种有机无机杂化高分子，其分子主链为Si-O键的无机结构，侧链为有机基团，除了具有普通的有机硅材料的耐热性、电气绝缘性等性质外，还具有较高的折射率和良好的耐高低温性，能广泛用作耐高温涂料油漆，还可以用于大功率发光二极管的封装。由于苯基硅树脂结构中含有硅氧链接的硅树脂材料，因此其热弹性、力学性能、粘结性、光泽性及与有机物、无机填料的配合性等方面明显优于甲基硅树脂。但是现有结构的苯基硅树脂普遍无机性能偏高，导致苯基硅树脂的耐热不强、光泽度不高、柔韧性不好等缺点。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种新型结构的苯基硅树脂及其制备方法，该新型结构的苯基硅树脂具有除具有苯基硅树脂特有的性能外，还具备超强的耐热性、良好的光泽度和优异的柔韧性等特点。
一种苯基硅树脂，其结构如下：
其中R’1,R”1为苯基或C1-C6烷基苯基，R2为C1-C20烷基、C1-C6苯基。
优选地，R’1,R”1为苯基或C1-C3烷基苯基，R2为C1-C12烷基、C1-C4苯基。
进一步优选，R’1,R”1为苯基，R2为甲基、对甲苯基、苯基叔丁基、十二烷基、十八烷基、十六烷基。
本发明还包括一种苯基硅树脂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：
其中R’1,R”1为苯基或C1-C6烷基苯基，R2为C1-C20烷基、C1-C6苯基，a+b+c＝4，n＝100-500。
向反应器中加入(R’1)a(R”1)bSi(OR2)c、有机溶剂和强酸，搅拌条件下滴加去离子水，1-2小时滴加完毕后控制反应体系温度为30-70℃，反应2-5小时，静置分液，下层物料水洗分液回收使用，上层物料用磷酸中和，得到苯基硅树脂中间体。
所述强酸为浓盐酸、硝酸、浓硫酸、甲磺酸和苯磺酸，优选浓盐酸和苯磺酸。所述有机溶剂为苯、甲苯、环己酮、DMF、正己烷，优选甲苯和正己烷。(R’1)a(R”1)bSi(OR2)c、强酸、有机溶剂和水的摩尔比为1:0.01-0.1:0.5-2:0.01-0.03。
步骤2：
其中R’1,R”1为苯基或C1-C6苯基，R2为C1-C20烷基、C1-C6苯基，n＝100-500；R为C1-C6烷基。向反应器中加入苯基硅树脂中间体和Ph3SiR，苯基硅树脂中间体和Ph3SiR的摩尔比为1:0.01-0.5，搅拌加热至100-140℃反应2-6小时，减压蒸馏脱除溶剂，得到苯基硅树脂。
本发明还包括一种苯基硅树脂的用途，其可以作为电绝缘漆、粘结剂和塑料使用。
本发明具有的积极效果：本发明制备得到的苯基硅树脂具有良好的的耐热性能，很好的光泽度，优异的柔韧性能，同时还具有无机结构良好的硬度、附着力等优点。本发明涉及的制备方法简单，原料简单易得，无三废产生。
具体实施方式
以下实施例用以具体说明本发明的技术内容，但并不构成对本发明的限制。本发明所有原料都可以通过市售获得。
实施例1
向反应器中加入(R’1)a(R”1)bSi(OR2)c(1mol，R’1,R”1为苯基，R2为甲基，a＝1，b＝1，c,2)、甲苯(0.5mol)和浓盐酸(0.01mol)，搅拌条件下滴加去离子水(0.01mol)，1小时滴加完毕后控制反应体系温度为50℃，反应5小时，静置分液，下层物料水洗分液回收使用，上层物料用磷酸中和，得到苯基硅树脂中间体。向反应器中加入苯基硅树脂中间体和Ph3SiR(R为甲基)，苯基硅树脂中间体和Ph3SiR的摩尔比为1:0.01，搅拌加热至120℃反应4小时，105℃条件下减压脱除溶剂，得到苯基硅树脂，苯基摩尔含量64.2％，粘度为78s。
实施例2
向反应器中加入(R’1)a(R”1)bSi(OR2)c(1mol，R’1为甲苯基,R”1为苯基，R2为对甲苯基，a＝1，b＝2，c＝1)、苯(1mol)和苯磺酸(0.05mol)，搅拌条件下滴加去离子水(0.02mol)，2小时滴加完毕后控制反应体系温度为60℃，反应3小时，静置分液，下层物料水洗分液回收使用，上层物料用磷酸中和，得到苯基硅树脂中间体。向反应器中加入苯基硅树脂中间体和Ph3SiR(R为乙基)，苯基硅树脂中间体和Ph3SiR的摩尔比为1:0.01，搅拌加热至140℃反应2小时，105℃条件下减压脱除溶剂，得到苯基硅树脂，苯基摩尔含量66.8％，粘度为76s。
实施例3
向反应器中加入(R’1)a(R”1)bSi(OR2)c(1mol，R’1为苯基,R”1为甲苯基，R2为苯基叔丁基，a＝2，b＝1，c＝1)、DMF(0.7mol)和硝酸(0.02mol)，搅拌条件下滴加去离子水(0.03mol)，2小时滴加完毕后控制反应体系温度为40℃，反应4小时，静置分液，下层物料水洗分液回收使用，上层物料用磷酸中和，得到苯基硅树脂中间体。向反应器中加入苯基硅树脂中间体和Ph3SiR(R为甲基)，苯基硅树脂中间体和Ph3SiR的摩尔比为1:0.04，搅拌加热至100℃反应6小时，105℃条件下减压脱除溶剂，得到苯基硅树脂，苯基摩尔含量67.7％，粘度为80s。
实施例4
向反应器中加入(R’1)a(R”1)bSi(OR2)c(1mol，R’1,R”1为苯基，R2为直链十二烷基，a＝2，b＝1，c＝1)、环己酮(1.5mol)和甲磺酸(0.08mol)，搅拌条件下滴加去离子水(0.01mol)，1小时滴加完毕后控制反应体系温度为35℃，反应3小时，静置分液，下层物料水洗分液回收使用，上层物料用磷酸中和，得到苯基硅树脂中间体。向反应器中加入苯基硅树脂中间体和Ph3SiR(R为乙基)，苯基硅树脂中间体和Ph3SiR的摩尔比为1:0.04，搅拌加热至115℃反应3小时，105℃条件下减压脱除溶剂，得到苯基硅树脂，苯基摩尔含量69.2％，粘度为79s。
实施例5
向反应器中加入(R’1)a(R”1)bSi(OR2)c(1mol，R’1,R”1为苯基，R2为直链十八烷基，a＝1，b＝1，c＝2)、正己烷(1.1mol)和浓盐酸(0.03mol)，搅拌条件下滴加去离子水(0.01mol)，1.5小时滴加完毕后控制反应体系温度为65℃，反应5小时，静置分液，下层物料水洗分液回收使用，上层物料用磷酸中和，得到苯基硅树脂中间体。向反应器中加入苯基硅树脂中间体和Ph3SiR(R为甲基)，苯基硅树脂中间体和Ph3SiR的摩尔比为1:0.02，搅拌加热至105℃反应6小时，105℃条件下减压脱除溶剂，得到苯基硅树脂，苯基摩尔含量66.9％，粘度为77s。
对比例1甲基苯基硅树脂，上海翼菁实业有限公司购得。
对比例2 CN105085923A实施例1的乙烯基苯基硅树脂。
对比例3 CN103204994A实施例1的苯基硅树脂。
应用例
测试实施例1-5及对比例1-3的相关性能，结果见表一。其中，耐热性的测试方法参照的是国家标准GB/T 1735-2009《色漆和清漆耐热性的测试》，光泽的测试方法参照的是国家标准GB/T 1743-1979《漆膜光泽测定法》，柔韧性的测试方法参照的是国家标准GB/T1731-1993《漆膜柔韧性测定法》，硬度的测试方法参照的是国家标准GB/T1730-2007《色漆和清漆摆杆阻尼试验》，附着力的测试方法参展的是国家标准GB/T 1720-1989《漆膜附着力测定法》。
表1 性能测试结果
试验结果：本发明实施例1-5的苯基硅树脂具有更优异的光泽、柔韧性、硬度、附着力等。

Claims (7)

1.一种苯基硅树脂，其特征在于，具有如下结构：
其中R’1，R”1为苯基或C1-C6烷基苯基，R2为C1-C20烷基、C1-C6苯基。
2.根据权利要求1所述的苯基硅树脂，其特征在于：R’1,R”1为苯基或C1-C3烷基苯基，R2为C1-C12烷基、C1-C4苯基。
3.根据权利要求1所述的苯基硅树脂，其特征在于：R’1,R”1为苯基，R2为甲基、对甲苯基、苯基叔丁基、十二烷基、十八烷基、十六烷基。
4.一种根据权利要求1所述的苯基硅树脂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：
其中R’1,R”1为苯基或C1-C6烷基苯基，R2为C1-C20烷基、C1-C6苯基，a+b+c＝4，n＝100-500；
向反应器中加入(R’1)a(R”1)bSi(OR2)c、有机溶剂和强酸，搅拌条件下滴加去离子水，1-2小时滴加完毕后控制反应体系温度为30-70℃，反应2-5小时，静置分液，下层物料水洗分液回收使用，上层物料用磷酸中和，得到苯基硅树脂中间体；
步骤2：
其中R’1,R”1为苯基或C1-C6苯基，R2为C1-C20烷基、C1-C6苯基，n＝100-500；R为C1-C6烷基；
向反应器中加入苯基硅树脂中间体和Ph3SiR，苯基硅树脂中间体和Ph3SiR的摩尔比为1:0.01-0.5，搅拌加热至100-140℃反应2-6小时，减压蒸馏脱除溶剂，得到苯基硅树脂。
5.一种根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1中所述强酸为浓盐酸、硝酸、浓硫酸、甲磺酸和苯磺酸；所述有机溶剂为苯、甲苯、环己酮、DMF、正己烷；(R’1)a(R”1)bSi(OR2)c、强酸、有机溶剂和水的摩尔比为1:0.01-0.1:0.5-2:0.01-0.03。
6.一种根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述强酸为浓盐酸和苯磺酸；所述有机溶剂为甲苯和正己烷。
7.一种根据权利要求1所述的苯基硅树脂的用途，其特征在于：该苯基硅树脂可以作为电绝缘漆、粘结剂和塑料使用。
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