一種含咪唑基的室溫固化硅樹脂及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種有機(jī)硅樹脂及其制備方法，更具體地說，本發(fā)明涉及一種含咪唑 基的室溫固化硅樹脂及其制備方法，屬于硅樹脂技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 通常的硅樹脂是由可水解縮合的烴基氯硅烷或烴基烷氧基硅烷通過水解縮聚而 成，所含烴基一般指甲基或苯基，其固化活性基團(tuán)可以是羥基，也可以是烷氧基，通過加熱 脫水縮聚或者室溫吸濕水解后再脫醇縮聚而固化。有機(jī)硅樹脂是以Si-0鍵為主鏈的高聚 物，Si-0鍵鍵能大，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，因此，有機(jī)硅樹脂具有很好的耐溫性、耐侯性及防腐蝕性，能 有效延長涂層使用周期，減少維護(hù)費(fèi)用。但硅樹脂也存在對基材附著力差，需加熱固化等缺 點(diǎn)。
[0003] 目前，國內(nèi)外通常以有機(jī)硅樹脂為基體，通過其它樹脂對其進(jìn)行改性來提高樹脂 對基材的附著力。用于改性有機(jī)硅的樹脂主要有：聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨酯 樹脂等，通過有機(jī)樹脂中的活性羥基，氨基與基材形成氫鍵，增強(qiáng)對基材的附著力。但這種 改性一般會降低硅樹脂的耐熱性，例如：聚氨酯改性硅樹脂通常在200°C發(fā)生黃變，而聚酯 和環(huán)氧改性硅樹脂的耐溫一般也不超過250°c。這會影響硅樹脂的應(yīng)用范圍。
[0004] 有機(jī)硅樹脂及涂料固化溫度為150~250°C，且固化時間長，這給施工帶來極大不 便，并且伴隨著很大的能源消耗，也限制了硅樹脂的應(yīng)用范圍。如何在不影響耐熱性的情況 下，降低硅樹脂的固化溫度，縮短硅樹脂的固化時間是硅樹脂研宄的熱點(diǎn)。
[0005] 另外，可以在主鏈引入鈦、硼、鋁、鉛等無機(jī)元素等方法來提高耐熱性和固化活性， 例如專利CN101712762A和CN102936343A分別通過引入硼、鈦實現(xiàn)了硅樹脂的室溫固化， 30~60分鐘可以實干。日本專利JP2010202547A提供了一種含胺基及酰胺基的硅樹脂，固 化時只需要少量催化劑或者不用催化劑。其樹脂分子結(jié)構(gòu)中含有腫胺基提高了樹脂的固化 活性。但由于其分子結(jié)構(gòu)中胺基的存在，將會影響樹脂的耐熱性，樹脂很容易變黃，分子穩(wěn) 定性也會因此而變差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中硅樹脂固化溫度高、附著力差，改性后耐熱性差的問 題，提供一種含咪唑基的室溫固化硅樹脂，該硅樹脂通過引入咪唑基，耐熱性好、附著力佳， 并且可室溫固化。
[0007] 為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，其具體的技術(shù)方案如下： 一種含咪唑基的室溫固化硅樹脂，其特征在于：所述的含咪唑基的室溫固化硅樹脂具 有以下式I所示的結(jié)構(gòu)：
【主權(quán)項】
1. 一種含咪唑基的室溫固化硅樹脂，其特征在于：所述的含咪唑基的室溫固化硅樹脂 具有以下式I所示的結(jié)構(gòu)：
式I中，R1為H或者甲基；R2為H或1~3個碳原子的一價烷基；R3為甲基或者與R2O相同的烷氧基；R4為甲基或苯基；R5為甲基、苯基或者與R2O相同的烷氧基；n為1~6的正 整數(shù)，m、p分別為1~100的正整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含咪唑基的室溫固化硅樹脂的制備方法，其特征在于： 包括以下工藝步驟： A、 將咪唑或2-甲基咪唑、如式II所示結(jié)構(gòu)特征的氯烷基烷氧基硅烷、縛酸劑以及催化 劑加入到有機(jī)溶劑中，加熱回流反應(yīng)；所述的如式II所示結(jié)構(gòu)特征的氯烷基烷氧基硅烷與 咪唑或2-甲基咪唑按1:0. 75~I. 1摩爾比投料； Cl-(CH2)n-Si(OR2)2R3 ..................II 式II中，R2為1~3個碳原子的一價烷基；R3為甲基或者與R2O相同的烷氧基；n為1~ 6的正整數(shù)； B、 過濾除去步驟A反應(yīng)得到的無機(jī)鹽，再采用減壓蒸餾工藝蒸餾出殘余的如式II所示 結(jié)構(gòu)特征的氯烷基烷氧基硅烷，得到如式III所示結(jié)構(gòu)特征的產(chǎn)物咪唑基烷氧基硅烷：
式III中，R1為H或者甲基；R2為H或1~3個碳原子的一價烷基；R3為甲基或者與R2O相同的烷氧基；n為1~6的正整數(shù)； C、 將步驟B得到的如式III所示結(jié)構(gòu)特征的產(chǎn)物咪唑基烷氧基硅烷與甲基烷氧基硅烷 單體，以及苯基烷氧基硅烷進(jìn)行水解脫醇縮合，得到含咪唑基的室溫固化硅樹脂，降至室溫 后加入固化促進(jìn)劑和稀釋劑，得到含咪唑基的室溫固化硅樹脂溶液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含咪唑基的室溫固化硅樹脂的制備方法，其特征在于： 在步驟A中，所述的縛酸劑為K2C03、Na2C03或Cs2C03，縛酸劑與式II所示結(jié)構(gòu)特征的氯烷基 烷氧基硅烷的摩爾比為1:1~1: 5。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含咪唑基的室溫固化硅樹脂的制備方法，其特征在于： 在步驟A中，所述的有機(jī)溶劑為低級酯、低級醚、芳烴、烷烴、含氮溶劑或者含硫溶劑，有機(jī) 溶劑與其他原料的投料質(zhì)量比為1:10~10:1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含咪唑基的室溫固化硅樹脂的制備方法，其特征在于： 在步驟A中，所述的催化劑為CuI、CuCl或者CuBr，催化劑與式II所示結(jié)構(gòu)特征的氯烷基烷 氧基硅烷的摩爾比為0.001:1~0.01:1。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2~5中任意一項所述的一種含咪唑基的室溫固化硅樹脂的制備方 法，其特征在于：在步驟A中，所述的加熱回流反應(yīng)的溫度為70-200°C，回流反應(yīng)時間為 1-80小時。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含咪唑基的室溫固化硅樹脂的制備方法，其特征在于： 在步驟C中，所述的如式III所示結(jié)構(gòu)特征的產(chǎn)物咪唑基烷氧基硅烷、甲基烷氧基硅烷單體 以及苯基烷氧基硅烷的加入比例為1:1-50:1-50。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含咪唑基的室溫固化硅樹脂的制備方法，其特征在于： 在步驟C中，所述的固化促進(jìn)劑為鈦酸正丁酯或者鈦酸異丙酯，固化促進(jìn)劑占含咪唑基的 室溫固化硅樹脂總質(zhì)量的0. 1~10%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的一種含咪唑基的室溫固化硅樹脂的制備方法，其特征在 于：在步驟C中，所述的稀釋劑為乙醇、甲苯、二甲苯、丙二醇甲醚醋酸酯、乙酸丁酯或者乙 酸乙酯。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含咪唑基的室溫固化硅樹脂及其制備方法，屬于硅樹脂技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種含咪唑基的室溫固化硅樹脂，該硅樹脂通過引入咪唑基，耐熱性好、附著力佳，并且可室溫固化。本發(fā)明還提供了含咪唑基的硅樹脂的制備方法，提高了收率和最終產(chǎn)品的性能。
【IPC分類】C08G77-08, C08G77-26
【公開號】CN104710620
【申請?zhí)枴緾N201510165403
【發(fā)明人】朱良波, 李霞
【申請人】中藍(lán)晨光化工研究設(shè)計院有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年4月9日