CN113443858B - 一种含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑材料技术领域,尤其公开了一种含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥及其制备方法。本发明通过将环氧基氟硅聚合物接枝到T8氨基POSS或T6氨基POSS上,形成“多臂”结构,可以在应用时形成的环氧树脂三维交联网状结构中起到良好的应力分散作用,从而提升该含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥的冲击韧性及变形能力;同时,以含氟的氟硅聚合物接枝POSS对环氧树脂进行改性,还可使环氧树脂胶泥具有更为优异的拉伸强度、断裂伸长率、压缩强度以及冲击强度。本发明提供的该含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥表面具有明显的疏水效果,拒水性更好,吸水率更低,从而增强了材料耐介质腐蚀性能,提升了该环氧树脂胶泥材料在混凝土防护防腐应用中的耐久性。
Description
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域,具体来讲,涉及一种含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥及其制备方法。
背景技术
环氧树脂胶泥因硬度高、粘结性好的优势,在混凝土建筑物缺陷修补方面具有较为广泛的应用,但其同时也存在韧性差、吸水率较高、耐腐蚀性能差、变形能力差,易出现开裂、起皮、剥落等诸多问题,而导致防护耐久性降低,这些缺陷限制了其进一步在防腐耐污等耐久性要求较高的混凝土缺陷修补与防护方面的应用。
如中国发明专利一种环氧胶泥及其制备方法(CN 201510668642.3)公开了一种环氧树脂胶泥,其包括组分A和组分B,分别以树脂和固化剂为主体,结合稀释剂、偶联剂、触变剂、颜填料等,制备得到的A、B比值为3~6:1;该环氧胶泥具有抗压强度及粘结强度高、无溶剂及增塑剂等优点,但其存在断裂伸长率低、韧性差、易开裂起皮、耐腐蚀性能差等缺点。又如中国发明专利一种增韧型抗冲磨环氧树脂胶泥及其制备方法(CN 202010501272.5),其由组分A和组分B组成,A组分为环氧树脂、稀释剂、偶联剂、触变剂、填料、石墨烯及改性有机硅树脂粒子,B组分为固化剂、触变剂、填料,将A、B组分以一定比例混合,得到的环氧胶泥。其优点为有机硅链段引入树脂基体,增加树脂韧性,且具有较高的强度、韧性、抗冲击性及抗冲磨性;但其存在制备过程复杂、繁琐,使用不方便的缺陷,且线膨胀系数偏高。通常混凝土线膨胀系数在9~12×10-6/℃,该申请所述环氧胶泥材料线膨胀系数约33~36×10-6/℃,而在混凝土表面防护应用中,服役期间环境温度变化较大时,线膨胀系数差异大易导致环氧胶泥防护层与混凝土间变形量差异大,从而导致防护层内应力增大,当超出涂层本身抗拉、抗压及粘结强度时,涂层即易产生开裂或鼓包现象。因此,环氧树脂胶泥与混凝土线膨胀系数差异越大,其服役过程中的开裂、起皮、剥落风险越大。
可见,虽然目前有环氧树脂胶泥相关研究的诸多报道,但仍未解决前述其存在的韧性不足、线膨胀系数高及防腐耐污性能差的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷,即环氧树脂胶泥韧性不足、线膨胀系数高及防腐耐污性能差的问题,而提供一种含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥材料。
为了达到上述发明目的,本发明采用了如下的技术方案:
一种含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥,其包括按照质量比为3:1~8:1混合使用的A、B双组份;其中,A组分包括下述按质量份数均匀分散的各组分:
B组分包括下述按质量份数均匀分散的各组分:
进一步地,所述环氧树脂为双酚A环氧树脂和/或双酚F环氧树脂,且所述环氧树脂的环氧值为0.44mol/100g~0.55mol/100g。
进一步地,所述双酚A环氧树脂的环氧值为0.51mol/100g~0.55mol/100g,所述双酚F环氧树脂的环氧值为0.44mol/100g~0.55mol/100g。
进一步地,所述环氧树脂选自双酚A环氧树脂E51(环氧值为0.51mol/100g)、双酚A环氧树脂E55(环氧值为0.55mol/100g)、双酚F环氧树脂F44(环氧值为0.44mol/100g)、双酚F环氧树脂F51(环氧值为0.51mol/100g)、双酚F环氧树脂F55(环氧值为0.55mol/100g)中的至少一种。
进一步地,所述氟硅聚合物接枝POSS为环氧基氟硅聚合物按照100:1~100:5的质量比接枝改性氨基POSS获得,所述氟硅聚合物接枝POSS具有如下式Ⅰ或式Ⅱ所示的结构式:
在式Ⅰ和式Ⅱ中,R基团均具有如下式Ⅲ所示的结构式:
进一步地,所述环氧基氟硅聚合物具有如下式Ⅳ所示的结构式:
所述氨基POSS具有如下式Ⅴ或式Ⅵ所示的结构式(也可分别称为T6氨基POSS或POSS T6、T8氨基POSS或POSS T8):
在式Ⅴ和式Ⅵ中,R1基团均为γ-氨丙基。
进一步地,在式Ⅳ中,y与x+y的比值为60%~100%;所述环氧基氟硅聚合物的重均分子量为1000~4000。上述比值及重均分子量的优选限定均可使该氟硅聚合物接枝POSS具有更好的改性效果,从而作用于环氧树脂上。
进一步地,所述氟硅聚合物接枝POSS的制备方法为:将所述环氧基氟硅聚合物与所述氨基POSS于反应溶剂中在90±5℃下进行预反应10h~24h,再于80℃~100℃的温度下真空脱除反应体系中的反应溶剂,得到所述氟硅聚合物接枝POSS。
更进一步地,所述环氧基氟硅聚合物可利用本领域所熟知的方法制备。优选地,由如下方法制备得到:将γ-三氟丙基甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、1,1,3,3-四甲基-1,3二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]二硅氧烷混合,并加入四甲基氢氧化铵,升温至95℃~110℃,氮气保护下反应5h~7h,减压脱除未反应完全小分子低沸物,得到环氧基氟硅聚合物;其中,四甲基氢氧化铵的质量用量为反应物料总质量的0.08%~0.16%。
进一步地,所述环氧稀释剂选自丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、腰果酚缩水甘油醚中的至少一种;所述触变剂为气相纳米二氧化硅;所述石英粉的细度为100~800目;所述固化剂选自三乙烯四胺、四乙烯五胺、市售南京林业化学研究所401固化剂、卡德莱2003D固化剂中的至少一种;所述固化促进剂为叔胺类促进剂。
更进一步地,所述叔胺类促进剂为2,4,6-三(二甲基氨基)苯酚(DMP30)或1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)。
其中,环氧稀释剂在A组分中起到稀释降粘的作用,以获得各成分良好的分散效果。
本发明的另一目的还在于提供了一种如上任一所述的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥的制备方法,其特征在于,包括:
A组分的制备步骤:首先将100份环氧树脂、5~25份环氧稀释剂、10~30份氟硅聚合物接枝POSS和1~6份触变剂混合并充分分散,获得树脂预混物;然后向获得的所述树脂预混物中加入220~380份石英粉搅拌均匀,进行真空脱泡,并充分分散,获得所述A组分;
B组分的制备步骤:将17~60份固化剂、0.5~4份固化促进剂、1~4份触变剂和40~140份石英粉混合并充分分散,再进行真空脱泡,获得所述B组分;
将获得的所述A组分和B组分按照3:1~8:1的质量比独立存储。
石英粉在A组分中的作用是填充树脂、降低成本,增加固化后弹性模量,降低固化物线膨胀系数,在B组分中的作用是填充作用、降低成本,增加该最终固化物综合力学性能,降低固化物线膨胀系数;石英粉在A、B组分中均有添加,以避免添加至单一的A组分或B组分中会导致体系粘度极大,生产难度大,在施工应用时将导致A、B组分不易混合均匀,且在A、B组分中均采用石英粉作为填充剂组分,也可最大限度地降低线膨胀系数。触变剂在A组分中的作用是调节树脂触变性、提升材料储存稳定性、改善施工抗流挂性,在B组分中的作用是提升材料储存稳定性、触变性,改善A、B组分在应用时混合后的施工抗流挂性能。
本发明采用环氧基氟硅聚合物接枝改性氨基POSS,得到氟硅聚合物接枝POSS,再以此改性环氧树脂胶泥,所获得的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥可用于混凝土麻面、孔洞、静态表层裂纹、掉块等缺陷修补,亦可用于混凝土表层防水、防护、防腐。
与现有技术相比,本发明提供的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥具有如下优点及效果:
(1)本发明通过将环氧基氟硅聚合物接枝到T6氨基POSS或T8氨基POSS上,形成“多臂”结构;相比单独氟硅聚合物或单独POSS独立改性环氧树脂,氟硅聚合物改性接枝POSS具有“多臂”星型支化结构,且氟硅聚合物分子链段空间位阻较小,链柔性好,自由度高,因此其在混合双组份后的应用过程中,在形成的环氧树脂三维交联网状结构中可以起到良好的应力分散作用,从而提升该含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥的冲击韧性及变形能力。
(2)本发明中采用环氧基氟硅聚合物接枝改性POSS后再用于环氧树脂改性,保证了氟硅聚合物具有与环氧树脂更好的相容性。氟硅聚合物内聚能密度约为19.6J1/2·cm-3/2,聚二甲基硅氧烷内聚能密度15.3J1/2·cm-3/2,而环氧树脂的内聚能密度为22.2J1/2·cm-3/2,因此含氟基团的引入可以有效增加氟硅聚合物接枝POSS作为改性剂与环氧树脂基体之间的相容性。
(3)本发明得到的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥,由于氟硅聚合物的引入,使得该含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥固化物表面具有明显的疏水效果,拒水性更好,吸水率更低,从而增强了材料耐介质腐蚀性能,提升了该胶泥材料在混凝土防护防腐应用中的耐久性。
附图说明
通过结合附图进行的以下描述,本发明的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚,附图中:
图1是根据本发明的实施例1中的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥的接触角测试图。
具体实施方式
以下,将参照附图来详细描述本发明的实施例。然而,可以以许多不同的形式来实施本发明,并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反,提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用,从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
以下通过下述各实施例来具体说明本发明提供的一种含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥。
首先对该含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥的制备方法进行说明。
该含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥的制备方法包括下述步骤:
按照下述步骤制备A组分:(1)将环氧基氟硅聚合物与氨基POSS于甲苯溶液中90±5℃下进行预反应10h~24h,再于80℃~100℃真空脱除其中甲苯溶剂,得到粘稠状的氟硅聚合物接枝POSS。
(2)将环氧树脂、稀释剂、氟硅聚合物接枝POSS、触变剂按预定质量份数比例混合,采用带有真空系统的行星搅拌机进行高速分散,分散转速在800r/min~2000r/min,分散温度控制在20℃~50℃,分散时间为30min~60min,得到树脂预混物。
(3)将预定质量份数的石英粉按加入步骤(2)制得的树脂预混物中,物料加热至40℃~60℃,并开启真空系统,进行-0.08MPa~-0.1MPa负压下真空脱泡,继续采用高速分散搅拌均匀,分散转速控制600r/min~1500r/min,分散时间为20min~40min,得到该含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥中的A组分。
按照下述步骤制备B组分:将固化剂、固化促进剂、触变剂、石英粉按预定质量份数比例混合,采用带有真空系统的行星搅拌机进行高速分散,分散转速在600r/min~1500r/min,分散温度控制在20℃~40℃,并开启真空系统,进行-0.08MPa~-0.1MPa负压下真空脱泡,分散时间为30min~60min,得到该含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥中的B组分。
上述制备获得的A、B组分在使用时按照3:1~8:1的质量比混合搅拌均匀即可。
为了体现本发明提供的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥的优异性能,还提供了若干对比例并进行相同的测试。
下述各实施例及对比例中所有份数均为质量份。
在以下实施例及对比例中:
双酚A型及双酚F型环氧树脂为南亚树脂厂产品,具体有:双酚A环氧树脂E51(环氧值为0.51mol/100g)、双酚A环氧树脂E55(环氧值为0.55mol/100g)、双酚F环氧树脂F44(环氧值为0.44mol/100g)、双酚F环氧树脂F51(环氧值为0.51mol/100g)。
环氧稀释剂具体有:源自安徽新远科技有限公司的丁基缩水甘油醚(环氧值为0.59mol/100g~0.63mol/100g)、苄基缩水甘油醚(环氧值为0.54mol/100g~0.58mol/100g);源自上海如发化工科技有限公司的乙二醇二缩水甘油醚(环氧值为0.70mol/100g~0.80mol/100g)、丁二醇二缩水甘油醚(环氧值为0.74mol/100g~0.83mol/100g)。
氨基POSS包括市售T6结构和自制T8结构;其中,T8结构制备方法参照现有文献中的水解法(顾哲明,谷晓昱,张军营.γ-氨丙基倍半硅氧烷的水解聚合机理研究及产物结构表征[J].北京化工大学学报,2006,33(3):107-109.),其中顶端基团R1为-CH2CH2CH2NH2,即γ-氨丙基。
不同分子量及不同含氟单元含量的环氧基氟硅聚合物(EPFSO)均为自制,通过凝胶渗透色谱(GPC)及核磁图谱分别确定重均分子量及含氟单元比例,通过设定γ-三氟丙基甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、1,1,3,3-四甲基-1,3二[3-(环氧乙基甲氧基)丙基]二硅氧烷三者摩尔比,分别得到EPFSO1:重均分子量为1235,含氟单元比例y/(x+y)为61.2%;EPFSO2:重均分子量为2574,含氟单元比例y/(x+y)为81.8%;EPFSO3:重均分子量为3676,含氟单元比例y/(x+y)为100%。
需要说明的是,本发明提供的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥中,其中氟硅聚合物接枝POSS作为该体系中的改性剂是极为重要的组分,且该改性剂结构中的氟尤为重要。因此,为了体现其重要性,本发明还进行了相关对比试验,在该对比试验中,提供了相较本发明中的改性剂结构不含氟的对比改性剂。而为了制备该对比改性剂所使用的不含氟单元的环氧基聚二甲基硅氧烷也为自制EPDMS(相较于本发明中的改性剂结构可认为是y=0),重均分子量为2418。
触变剂为源自赢创德固赛有限公司的A200气相法纳米二氧化硅,牌号A200。
本发明下述各实施例及对比例中涉及氟硅聚合物接枝POSS1、氟硅聚合物接枝POSS2、氟硅聚合物接枝POSS3和不含氟有机硅聚合物接枝POSSX四种改性剂组分。
具体来讲,氟硅聚合物接枝POSS1的合成方法为:
取4.5g氨基POSS T6溶于350g甲苯中,加热至60±5℃,加入100g EPFSO1,加热至90±5℃下进行反应10h,加热至100±5℃,真空脱除甲苯溶剂,得到氟硅聚合物接枝POSS1。
氟硅聚合物接枝POSS2的合成方法为:
取2g氨基POSS T8溶于320g甲苯中,加热至60±5℃,加入100g EPFSO2,加热至90±5℃下进行反应16h,加热至100±5℃,真空脱除甲苯溶剂,得到氟硅聚合物接枝POSS2。
氟硅聚合物接枝POSS3的合成方法为:
取1.2g氨基POSS T8溶于400g甲苯中,加热至60±5℃,加入100g EPFSO3,加热至90±5℃下进行反应24h,加热至100±5℃,真空脱除甲苯溶剂,得到氟硅聚合物接枝POSS3。
不含氟有机硅聚合物接枝POSSX的合成方法为:
取2g氨基POSS T8溶于320g甲苯中,加热至60±5℃,加入100g EPDMS,加热至90±5℃下进行反应16h,加热至100±5℃,真空脱除甲苯溶剂,得到不含氟有机硅聚合物接枝POSSX。
下述表1列出了本发明的实施例1~5中的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥的具体组成:
表1实施例1~5中含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥的具体组成(表中涉及比例均为质量比)
为了体现本发明提供的上述各含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥中改性剂氟硅聚合物接枝POSS的重要性以及其中含氟的重要性,进行了下述对比试验。
对比例1
在对比例1中,其不含有本发明中的改性剂氟硅聚合物接枝POSS,获得了第一对比环氧树脂胶泥。
表2示出了该第一对比环氧树脂胶泥的具体组成。
表2第一对比环氧树脂胶泥的具体组成
对比例2
在对比例2中,与实施例5的相同之处在此不再赘述,只描述与实施例5的不同之处。对比例2与实施例5的不同之处在于,本对比例中以上述不含氟有机硅聚合物接枝POSSX替代氟硅聚合物接枝POSS2作为对比改性剂,获得了第二对比环氧树脂胶泥。
对比例3
在对比例3中,与实施例5的相同之处在此不再赘述,只描述与实施例5的不同之处。对比例3与实施例5的不同之处在于,本对比例中以上述未进行接枝处理的EPFSO2替代氟硅聚合物接枝POSS2作为对比改性剂,获得了第三对比环氧树脂胶泥。
对比例4
在对比例4中,与实施例5的相同之处在此不再赘述,只描述与实施例5的不同之处。对比例4与实施例5的不同之处在于,本对比例中以上述进行接枝处理的原料EPFSO2和氨基POSS T8的物理混合物(按照EPFSO2与T8 POSS的质量比为100:2混合)替代氟硅聚合物接枝POSS2作为对比改性剂,获得了第四对比环氧树脂胶泥。
对比例5
本对比例提供了一种现有技术中的环氧树脂胶泥。具体参照CN202010501272.5中实施例1所述,获得第五对比环氧树脂胶泥。
A组分为环氧树脂50份,1,6-己二醇二缩水甘油醚11份,活性稀释剂AGE6份,KH560为5份,气相法二氧化硅12份,溴化纳米轻钙20份;B组分固化剂70份,DMP30促进剂12份(即2,4,6-三(二甲基氨基)苯酚),溴化纳米轻钙15份,氧化石墨烯纳米片3份。
环氧树脂50份中包含双酚A环氧树脂40份,萘基环氧树脂5份,端环氧基聚硅氧烷(环氧当量为811g/mol)5份。
其中固化剂为由缩聚改性脂肪胺加成物、酚醛胺与端乙烯基丁腈橡胶(甲基丙烯酸封端的丁腈共聚物)以质量比1:1:0.3组成的复合固化剂。
制备方法如下:
(1)将A组分中的环氧树脂、稀释剂、活性稀释剂AGE混合搅拌均匀后采用三辊机研磨,再加入气相法二氧化硅及溴化纳米轻钙,研磨至细度小于50。
(2)将B组分中的固化剂及DMP30促进剂混合搅拌均匀后采用三辊研磨,再加入溴化纳米轻钙及氧化石墨烯纳米片,研磨至细度小于50。
(3)将步骤(1)和步骤(2)制备的混合物按比例混合,用三辊人工搅拌均匀后进行样品成型。
上述实施例1~5中含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥以及对比例1~5中对比环氧树脂胶泥在测试时,混合A、B组分后控制成型温度为23±2℃,相对湿度为50±5%,养护温度为40℃烘16h后于60℃烘4h,冷却至23℃±2℃保持24h后即可检测。
按照下述标准测试上述各实施例及对比例提供的环氧树脂胶泥的主要力学数据:材料拉伸强度、抗压强度、断裂伸长率、冲击强度性能测试参照GB/T2567-2008《树脂浇铸体性能试验方法》;粘结性能、热膨胀系数测试参照DL/T5193-2004《环氧树脂砂浆技术规程》;吸水率测试参照GB/T1034-2008《塑料吸水性的测定》。
下述表2示出了上述实施例1~5中含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥以及对比例1~5中对比环氧树脂胶泥的主要力学性能测试结果。
表2不同实施例及对比例中环氧树脂胶泥的主要力学性能数据
从表2中数据可以看出,其一,本发明提供的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥的组分组成中,改性剂组分对于疏水效果及吸水率的作用是非常大的;很显然,含有改性剂组分的环氧树脂胶泥具有更大的接触角以及极低的吸水率,表现为更强的表面疏水性,从而耐介质腐蚀性能,提升了该环氧树脂胶泥材料在混凝土防护防腐应用中的耐久性。其二,以含氟的氟硅聚合物接枝POSS作为改性剂,相比不含氟的接枝POSS、不接枝氨基POSS的单独环氧基氟硅聚合物、以及未进行接枝处理的物理混合物,还能使该含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥具有更为优异的拉伸强度、断裂伸长率、压缩强度以及冲击强度,解决了现有技术中环氧树脂胶泥韧性不足的问题。其三,本发明提供的该含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥相较于现有技术中的其他环氧树脂胶泥,具有与混凝土更接近的线膨胀系数(混凝土线膨胀系数约9×10-6/℃~12×10-6/℃),大大降低了该环氧树脂胶泥材料在服役期间因服役环境温度变化较大时产生的应力集中导致的开裂、起皮现象,也进一步耐介质腐蚀,提升了其在混凝土防护防腐应用中的耐久性。
本发明提供了一种环氧树脂胶泥,其采用含氟有机硅聚合物改性,应用于混凝土表面缺陷修补,其不同于用于裂缝灌注、弱地基灌浆加固等作用的环氧树脂灌浆材料等产品中粘度低、渗透性好、及粘结强度高等性能需求。本发明提供的环氧树脂胶泥在满足涂抹施工单次施工厚度为1mm~3mm时,起到表层增强以及防水防护作用,其防水抗渗性能好、线膨胀系数低、且粘结性能好。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明,但是本领域的技术人员将理解:在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下,可在此进行形式和细节上的各种变化。
Claims (7)
1.一种含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥,其特征在于,包括按照质量比为3:1~8:1混合使用的A、B双组份;其中,A组分包括下述按质量份数均匀分散的各组分:
B组分包括下述按质量份数均匀分散的各组分:
所述氟硅聚合物接枝POSS为环氧基氟硅聚合物按照100:1~100:5的质量比接枝改性氨基POSS获得,所述氟硅聚合物接枝POSS具有如下式Ⅰ或下式Ⅱ所示的结构式:
在式Ⅰ和式Ⅱ中,R基团均具有如下式Ⅲ所示的结构式:
所述环氧基氟硅聚合物具有如下式Ⅳ所示的结构式:
在式Ⅳ中,y与x+y的比值为60%~100%;所述环氧基氟硅聚合物的重均分子量为1000~4000;
所述氨基POSS具有如下式Ⅴ或式Ⅵ所示的结构式:
在式Ⅴ和式Ⅵ中,R1基团均为γ-氨丙基。
2.根据权利要求1所述的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥,其特征在于,所述环氧树脂为双酚A环氧树脂和/或双酚F环氧树脂,且所述环氧树脂的环氧值为0.44mol/100g~0.55mol/100g。
3.根据权利要求2所述的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥,其特征在于,所述双酚A环氧树脂的环氧值为0.51mol/100g~0.55mol/100g,所述双酚F环氧树脂的环氧值为0.44mol/100g~0.55mol/100g。
4.根据权利要求3所述的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥,其特征在于,所述环氧树脂选自双酚A环氧树脂E51、双酚A环氧树脂E55、双酚F环氧树脂F44、双酚F环氧树脂F51、双酚F环氧树脂F55中的至少一种。
5.根据权利要求1~4任一所述的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥,其特征在于,所述氟硅聚合物接枝POSS的制备方法为:将所述环氧基氟硅聚合物与所述氨基POSS于反应溶剂中在90±5℃下进行预反应10h~24h,再于80℃~100℃的温度下真空脱除反应体系中的反应溶剂,得到所述氟硅聚合物接枝POSS。
6.根据权利要求5所述的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥,其特征在于,所述环氧稀释剂选自丁基缩水甘油醚、苄基缩水甘油醚、十二烷基缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、腰果酚缩水甘油醚中的至少一种;所述触变剂为气相纳米二氧化硅;所述石英粉的细度为100~800目;所述固化剂选自三乙烯四胺、四乙烯五胺、市售南京林业化学研究所401固化剂、卡德莱2003D固化剂中的至少一种;所述固化促进剂为叔胺类促进剂。
7.如权利要求1~6任一所述的含氟有机硅聚合物改性环氧树脂胶泥的制备方法,其特征在于,包括:
A组分的制备步骤:首先将100份环氧树脂、5~25份环氧稀释剂、10~30份氟硅聚合物接枝POSS和1~6份触变剂混合并充分分散,获得树脂预混物;然后向获得的所述树脂预混物中加入220~380份石英粉搅拌均匀,进行真空脱泡,并充分分散,获得所述A组分;
B组分的制备步骤:将17~60份固化剂、0.5~4份固化促进剂、1~4份触变剂和40~140份石英粉混合并充分分散,再进行真空脱泡,获得所述B组分;
将获得的所述A组分和B组分按照3:1~8:1的质量比独立存储。
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Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103627003A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-03-12 | 中科院广州化学有限公司 | 一种氟硅接枝聚合物接枝环氧树脂及其制备方法 |
CN103709344A (zh) * | 2013-07-25 | 2014-04-09 | 天津大学 | 可交联聚氟烷基丙烯酸酯-b-聚硅氧烷及制备方法 |
CN104610700A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-05-13 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种含氟有机硅聚合物改性糠醛丙酮环氧灌浆材料及其制备方法 |
CN105400474A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-03-16 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种环氧灌注结构胶的制备方法 |
CN105885759A (zh) * | 2016-04-07 | 2016-08-24 | 主义 | 一种环氧树脂聚合物胶泥及其制备方法 |
CN107298921A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-10-27 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种自增渗高渗透耐酸型环氧树脂防水涂料及其制备方法 |
CN107722281A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-02-23 | 青岛科技大学 | 一种基于poss补强及交联的硅橡胶及其制备方法 |
CN108264264A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种低模量弹性环氧树脂砂浆及其中包含的组合物 |
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Family Cites Families (1)
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---|---|---|---|---|
US7435449B2 (en) * | 2004-12-20 | 2008-10-14 | Tnemec Company, Inc. | Waterborne epoxy coating composition and method |
-
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Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103709344A (zh) * | 2013-07-25 | 2014-04-09 | 天津大学 | 可交联聚氟烷基丙烯酸酯-b-聚硅氧烷及制备方法 |
CN103627003A (zh) * | 2013-10-24 | 2014-03-12 | 中科院广州化学有限公司 | 一种氟硅接枝聚合物接枝环氧树脂及其制备方法 |
CN104610700A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-05-13 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种含氟有机硅聚合物改性糠醛丙酮环氧灌浆材料及其制备方法 |
CN105400474A (zh) * | 2015-12-18 | 2016-03-16 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种环氧灌注结构胶的制备方法 |
CN105885759A (zh) * | 2016-04-07 | 2016-08-24 | 主义 | 一种环氧树脂聚合物胶泥及其制备方法 |
CN107298921A (zh) * | 2016-12-22 | 2017-10-27 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种自增渗高渗透耐酸型环氧树脂防水涂料及其制备方法 |
CN108264264A (zh) * | 2016-12-30 | 2018-07-10 | 江苏苏博特新材料股份有限公司 | 一种低模量弹性环氧树脂砂浆及其中包含的组合物 |
CN107722281A (zh) * | 2017-09-18 | 2018-02-23 | 青岛科技大学 | 一种基于poss补强及交联的硅橡胶及其制备方法 |
CN111607312A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-01 | 杭州每步材料科技有限公司 | 一种增韧型抗冲磨环氧树脂胶泥及其制备方法 |
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