環氧樹脂20世紀40年代出現以來,日益受到人們的廣泛重視,目前已廣泛應用于塑料、
涂料、機械、國防等許多領域。近年來其應用擴展到結構膠粘劑,及半導體封裝、纖維強化材料、層壓板、銅箔、集成電路等領域。環氧樹脂具有優良的力學性能、電氣性能、粘接性能、耐熱性、耐溶劑性,以及易加工成型、成本低廉等優點。然而由于其三維立體網狀結構、分子鏈間缺少滑動,碳-碳鍵、碳-氧鍵鍵能較小表面能較高,帶有的一些羥基等使其內應力較大,發脆、高溫下易降解、易受水影響。有機硅具有熱穩定性好、耐氧化、耐候,低溫性能好、表面能低、介電強度高等優點,但是其制造成本較高,力學性能、附著力、耐磨性、耐溶劑性較差。有機硅改性環氧樹脂是近年來,發展起來的既能降低環氧樹脂內應力,又能增加環氧樹脂韌性、耐高溫等性能的有效途徑。目前有機硅改性環氧樹脂,方法主要有共混與共聚兩類。共聚是利用有機硅上的活性端基,如羥基、氨基、烷氧基與環氧樹脂中,環氧基、羥基進行反應生成嵌段高聚物,從而解決相容性的問題,并在固化結構中引入穩定和柔性的Si-O鏈,提高環氧樹脂的斷裂韌性;但與環氧基反應引入有機硅鏈段,不但消耗了環氧基使固化網絡交聯度下降,且大分子柔性鏈段的引入,也降低了環氧樹脂的剛性,因此增韌的同時伴隨著耐熱性(Tg)的下降。
2、環氧-有機硅改性丙烯酸樹脂的制備
在裝有溫度計、攪拌器、冷凝管的四口燒瓶中加入乙醇及乙二醇丁醚(質量比4:1)混合溶劑,溫度升至50℃左右,加入環氧828樹脂,邊升溫邊攪拌,至環氧樹脂完全溶解,繼續升溫至回流溫度(85℃)。將預先配制好的混合單體(見表1)與引發劑在2~3h內滴入四口燒瓶,保溫2h,分2次補加引發劑,再保溫2~3h后停止反應,得到環氧-有機硅改性丙烯酸樹脂。
表1實驗配方
單體及引發劑
質量分數/%
丙烯酸丁酯(BA)
5~10
甲基丙烯酸甲酯(MMA)
15~20
苯乙烯(St)
15~20
丙烯酸羥丁酯(HEA)
10~15
丙烯酸(AA)
5~10
環氧828
20~25
丙烯酰氧基硅油
1~5
偶氮二異丁腈(AIBN)
1~5
(三)結果與討論
1、環氧-有機硅改性丙烯酸樹脂的技術指標
環氧-有機硅改性丙烯酸樹脂的技術指標如表2所示。
表2環氧-有機硅改性丙烯酸樹脂的技術指標
項目
技術指標
外觀
淺黃色半透明液體
粘度/(mPa·s)
1200~1500
固體質量分數/%
60±1
酸值(KOH)(mg·g-1)
65
Tg/℃
40
熱儲穩定性(50℃)/d
15