CN110577789A

CN110577789A - 一种硅烷杂化低总热值无溶剂环氧树脂组合物

Info

Publication number: CN110577789A
Application number: CN201910975495.2A
Authority: CN
Inventors: 周鸿飞; 刘健; 陆南平
Original assignee: MIANYANG WELLS ELECTRONIC MATERIAL CO Ltd
Current assignee: MIANYANG WELLS ELECTRONIC MATERIAL CO Ltd
Priority date: 2019-10-14
Filing date: 2019-10-14
Publication date: 2019-12-17

Abstract

本发明公开了一种硅烷杂化低总热值无溶剂环氧树脂组合物，添加了有机硅改性环氧杂化物来改善无溶剂环氧树脂组合物有机物含量降低后的固化性能缺陷。在此基础上最终固化后的环氧固化物仍具有高耐磨、高韧性、高拉伸剪切强度和耐划伤等优点，并具有较好的工艺性能和实际使用性能，在涂料行业特别是在对干膜涂层总热值有极高要求的一些领域具有较高的应用价值，同时也适用于有同样要求的粘接和封装领域。

Description

一种硅烷杂化低总热值无溶剂环氧树脂组合物

技术领域

本发明涉及环氧树脂应用技术领域，尤其涉及一种硅烷杂化低总热值无溶剂环氧树脂组合物。

背景技术

平板和铺地材料燃烧分级有一项是关于总热值Gross calorific potential的要求，即单位质量的材料完全燃烧，燃烧产物中的水蒸气凝结成水时所释放出来的全部热量，从这个定义来讲，就要求需要对固化物单位面积的有机物质量进行严格控制。而对于无溶剂环氧树脂复合物来说，就需要降低其包括树脂、活性稀释剂、固化剂在内的各种有机物含量来满足固化后低总热值的要求。

但是，降低有机物含量会导致固化物因为树脂含量低，粘度高，施工困难；如果添加较多的单官能或双官能活性稀释剂代替环氧树脂预聚物，就存在同时固化反应变慢、无法形成理想的致密交联网络等问题，带来的负面影响就是整个固化物的本体强度降低同时影响耐磨性和耐划伤能力、以及粘接能力的下降等。特别在作为涂料或粘接剂用于需要承受重压的工业厂房中，性能较差长期使用会导致出现与基层剥离、表面破损、划痕等缺陷，严重影响应用效果；

由此，如何能在保持较低有机物含量、满足低总热值的的情况下，让复合物具有较好的工艺性，以及固化后的树脂层仍具有较高的耐磨性和耐划伤能力、以及粘接能力，就成了需要特别关注的问题。

在CN201210327820.2中，作者也提出了通过水解的方式合成的有机硅改性环氧杂化物来提高涂层的硬度、耐磨性、防污能力等，但其合成过程和涂料都含有一部分的水和溶剂，有水的情况下可能会有一些难溶副产物；而溶剂在一定程度上能提高有机硅杂化物与环氧树脂的相容性，但如果溶剂不能彻底清除，有可能会影响电子厂房的洁净度和产品的良品率，而洁净度也是此类有燃烧等级要求的工业厂房特别重视的，所以亟需一套彻底无溶剂的体系来填补市场空白。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种硅烷杂化低总热值无溶剂环氧树脂组合物，其固化后的树脂层树脂组份明显降低且具有较高的耐磨性、耐划伤能力以及粘接能力。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种硅烷杂化低总热值无溶剂环氧树脂组合物，其特征在于，包括如下以质量份计的组份：

A组份：环氧树脂15～20份，活性稀释剂0～15份，有机硅改性环氧杂化物0.1～15份，填料50～70份，色浆2～10份，助剂0.1～3份；

B组份：聚醚胺或改性聚醚胺固化剂80～100份，叔胺类促进剂0～20份。

更进一步的方案是：所述叔胺类促进剂为空气化学K54、DMP-30、三乙胺、DBU可促进环氧开环的叔胺类化合物，或为反应速度较快的脂环胺固化剂。

更进一步的方案是：所述环氧树脂为普通的不同环氧值的双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、溴化环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、其他能与胺类固化剂常温反应的环氧树脂预聚物中的一种或几种。

更进一步的方案是：所述活性稀释剂为聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚等的一种或几种。

更进一步的方案是：所述有机硅改性环氧杂化物制备方法如下：

(1)四甲基氢环硅氧烷、五甲基氢环硅氧烷、六甲基氢环硅氧烷或其组合物或至少含有3个Si-H键的短链含氢硅油(粘度低于100cs)与过量活性环氧稀释剂(烯丙基缩水甘油醚或甲基丙烯酸缩水甘油酯)在铂络合物催化作用下通过硅氢加成反应得到的产物，该化合物在合成过程中不添加任何溶剂，得到产物的环氧官能团数与Si-H的个数以及活性环氧稀释剂的摩尔比例有关，应含有至少3个环氧基；或

(2)乙烯基环体、八甲基环四硅氧烷或短链硅油(粘度低于100cs)与带环氧基的硅烷偶联剂在酸催化下通过重排反应得到的产物，该化合物在合成过程中不添加溶剂，得到产物的环氧官能团数与带环氧基的硅烷偶联剂的摩尔比例有关，应含有至少3个环氧基。

更进一步的方案是：所述填料为硅微粉、硫酸钡、硅灰石、氢氧化铝、碳酸钙、滑石粉、氧化铝、碳化硅、硼酸锌、导电云母粉中的一种或几种。

更进一步的方案是：所述助剂包括消泡剂(如BYK-A530、BYK-066N、BYK-1710等)、流平剂(如BYK-354、BYK-358N、TEGO Glide 450等)、基材润湿剂(如TEGO Wet 270、BYK-330、BYK-320、BYK-310、BYK-333等)、分散剂(如BYK-P104S、DisperBYK-2151、DisperBYK-2152、BYK-AT204、TEGO Dispers 655、TEGO Dispers 673、TEGO Dispers 610S等)等的一种或几种。

本发明的色浆为常规色浆，不影响本发明的具体技术效果。

本发明的有益效果在于：

本发明的一种硅烷杂化低总热值无溶剂环氧树脂组合物，添加了有机硅改性环氧杂化物来改善无溶剂环氧树脂组合物有机物含量降低后的固化性能缺陷。在此基础上最终固化后的环氧固化物仍具有高耐磨、高韧性、高拉伸剪切强度和耐划伤等优点，并具有较好的工艺性能和实际使用性能，在涂料行业特别是在对干膜涂层总热值有极高要求的一些领域具有较高的应用价值，同时也适用于有同样要求的粘接和封装领域。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例1：

A组份：双酚A环氧树脂(E51)20份，新戊二醇二缩水甘油醚4份，有机硅改性环氧杂化物4份，硅微粉65份，色浆3份，消泡剂(BYK-A530)0.5份；润湿剂(BYK-320)0.5份；分散剂(BYK-P104S)0.5份；流平剂(BYK-354)0.5份。

B组份：改性聚醚胺固化剂95份，K54促进剂5份。

实施例2：

A组份：双酚A环氧树脂(E51)18份，丁二醇二缩水甘油醚4份，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚1份，有机硅改性环氧杂化物4份，碳化硅45份，硼酸锌20份，色浆3份，消泡剂(BYK-1710)0.5份；润湿剂(BYK-330)0.5份；分散剂(DisperBYK-2152)0.5份；流平剂(BYK-358N)0.5份。

B组份：脂环胺固化剂95份，DMP-30促进剂5份。

实施例3：

A组份：双酚A环氧树脂(E51)20份，有机硅改性环氧杂化物7份，硅灰石68份，色浆5份，消泡剂(BYK-1710)0.5份；润湿剂(BYK-320)0.5份；分散剂(DisperBYK-2151)0.5份；流平剂(TEGO Glide 450)0.5份。

B组份：脂环胺固化剂95份，DBU促进剂5份。

实施例4：

A组份：双酚F环氧树脂(F51)20份，丁二醇二缩水甘油醚2份，三羟甲基丙烷三缩水甘油醚2份，有机硅改性环氧杂化物4份，硅微粉65份，色浆3份，消泡剂(BYK-1710)0.5份；润湿剂(BYK-330)0.5份；分散剂(DisperBYK-2152)0.5份；流平剂(BYK-358N)0.5份。

B组份：脂环胺固化剂95份，DBU促进剂5份。

对比例1：

A组份：双酚A环氧树脂(E51)20份，新戊二醇二缩水甘油醚8份，硅微粉65份，色浆3份，消泡剂(BYK-A530)0.5份；润湿剂(BYK-320)0.5份；分散剂(BYK-P104S)0.5份；流平剂(BYK-354)0.5份。

B组份：改性聚醚胺固化剂95份，K54促进剂5份。

参考实验条件及测试依据：

(1)固化条件：A/B＝100/10～15(质量比，根据环氧值计算配比固化)，25℃固化7天。

(2)施工条件：直接A/B混合后批刮或滚涂施工，可直接施工于底涂、中涂或面涂上，滚涂2遍。

(3)测试依据：《GB/T 22374-2018地坪涂装材料》

表1各实施例所得复合物固化后的性能：用料两遍总计0.2kg/m(A+B)

性能	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	对比例1
						涂膜外观	正常	正常	正常	正常	正常
抗压强度(MPa)	≥45	≥45	≥45	≥45	≥45
						耐冲击性	≥I级	≥I级	≥I级	≥I级	≥II级
拉伸粘接强度(MPa)	2.6	2.7	2.6	2.3	1.9
						耐磨性，750g/500r(g)	0.17	0.15	0.17	0.21	0.30
铅笔硬度750g	4H	4H	4H	3H	2H
						施工工艺性	正常	正常	正常	正常	正常

从表上可以看出：4个实施例都添加有机硅改性环氧化合物，与对比例1相比较可以提高拉伸粘接强度、耐磨性、铅笔硬度和抗冲击性等物理化学性能。因为此专利添加的有机硅改性环氧杂化物为多环氧基的低粘度化合物，在无溶剂高填料含量的体系里可以起到一定的活性稀释剂的作用，其结构中的环氧基又可以与胺类固化剂反应，提高涂层的耐磨性和耐划伤能力。同时，Si-O键的韧性和多个环氧基、烷氧基带来的辅助粘接能力，能提高复合物的拉伸粘接强度，避免因为填料过多而导致的固化物物理化学性能缺陷。另外，有机硅改性的环氧杂化物与环氧复合物体系有较好的相容性以及较低的表面能，能附带起到改善涂层表观，减少助剂的添加量等优点，具有很高的使用价值。

本发明专利涉及的环氧树脂组合物材料因粘度较低，具有较好的工艺性能和实际使用性能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种硅烷杂化低总热值无溶剂环氧树脂组合物，其特征在于，包括如下以质量份计的组份：

2.如权利要求1所述的一种硅烷杂化低总热值无溶剂环氧树脂组合物，其特征在于，所述叔胺类促进剂为空气化学K54、DMP-30、三乙胺、DBU可促进环氧开环的叔胺类化合物，或为反应速度较快的脂环胺固化剂。

3.如权利要求1所述的一种硅烷杂化低总热值无溶剂环氧树脂组合物，其特征在于，所述环氧树脂为普通的不同环氧值的双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、溴化环氧树脂、聚氨酯改性环氧树脂、其他能与胺类固化剂常温反应的环氧树脂预聚物中的一种或几种。

4.如权利要求1所述的一种硅烷杂化低总热值无溶剂环氧树脂组合物，其特征在于，所述活性稀释剂为聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚等的一种或几种。

5.如权利要求1所述的一种硅烷杂化低总热值无溶剂环氧树脂组合物，其特征在于，所述有机硅改性环氧杂化物制备方法如下：

(1)四甲基氢环硅氧烷、五甲基氢环硅氧烷、六甲基氢环硅氧烷或其组合物或至少含有3个Si-H键的短链含氢硅油与过量活性环氧稀释剂在铂络合物催化作用下通过硅氢加成反应得到的产物，该化合物在合成过程中不添加任何溶剂，得到产物的环氧官能团数与Si-H的个数以及活性环氧稀释剂的摩尔比例有关，应含有至少3个环氧基；或

(2)乙烯基环体、八甲基环四硅氧烷或短链硅油与带环氧基的硅烷偶联剂在酸催化下通过重排反应得到的产物，该化合物在合成过程中不添加溶剂，得到产物的环氧官能团数与带环氧基的硅烷偶联剂的摩尔比例有关，应含有至少3个环氧基。

6.如权利要求1所述的一种硅烷杂化低总热值无溶剂环氧树脂组合物，其特征在于，所述填料为硅微粉、硫酸钡、硅灰石、氢氧化铝、碳酸钙、滑石粉、氧化铝、碳化硅、硼酸锌、导电云母粉中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的一种硅烷杂化低总热值无溶剂环氧树脂组合物，其特征在于，所述助剂包括消泡剂、基材润湿剂、分散剂中的一种或几种。