采用環氧樹脂E-20對有機硅中間體進行改性得到環氧改性硅樹脂，并對其進行紅外表征和性能研究。結果表明：該環氧改性硅樹脂的附著力有所提高，固化溫度降低，具有良好的耐熱性和絕緣性能，適合應用于H級電機電器絕緣。

    關鍵詞：環氧改性硅樹脂；有機硅中間體；電絕緣性

    中圖分類號：TM215.4文獻標志碼：A文章編號：1009-9239（2014）01-0066-

03

    尤小姿，王瑜鋼，趙金枝，夏敏，童鋒（浙江新安化工集團股份有限公司，浙

江建德311600）

    0?引言

    硅樹脂是高度交聯的網狀結構的聚有機硅氧烷，其突出的性能就是優異的熱

穩定性和電絕緣性，此外還具有卓越的防潮、防銹、耐寒和耐候性，可以用作絕緣

漆和耐高溫漆等。F級、H級電機都可采用純有機硅樹脂漆，純苯基有機硅樹脂漆具

有良好的耐熱性和儲存穩定性，但固化溫度較高，達到200℃，機械強度差，特別

是在高溫180℃下機械強度較差，粘結性差，在烘焙過程中產生氣泡。為了提高和

改善純有機硅樹脂漆的性能，需要對有機硅樹脂進行改性，從而降低烘焙溫度，縮

短烘焙時間，減少烘焙中的氣泡，改善回粘性。

    環氧樹脂具有優良的粘結性能、力學性能、耐溶劑性以及成本低廉等優點，用

環氧樹脂對有機硅進行改性，恰好可以彌補有機硅樹脂的缺點，尤其是可以提高有

機硅樹脂的附著力和有效降低有機硅樹脂的固化溫度[1-4]。

    1?實驗

    1.1主要原料

    有機硅中間體：自制，浙江新安化工集團股份有限公司；二甲苯：工業品，廣

州化學試劑廠；醋酸纖維素、異辛酸：98%，阿拉丁；環氧樹脂：蘇通公司。

    1.2環氧改性硅樹脂的制備

    在反應器中加入一定量的環氧樹脂E20和醋酸纖維素，使環氧樹脂溶解在溶劑

中，加熱，加入定量催化劑和有機硅中間體，然后減壓脫去縮合反應生成的水，恒

溫反應4~6h，即制得環氧改性有機硅樹脂（XHG-5053b）。將環氧改性硅樹脂趁熱

溶解于溶劑中，加入少量固化劑，攪拌混勻，涂漆膜于紫銅片上，干燥即得樹脂漆

膜[5-7]。

    1.3測試方法

    紅外光譜：用BruckerTENSOR27紅外光譜儀進行測試，紅外光譜儀的分辨率

4cm-1，掃描32次，測試范圍為4000~400cm-1；熱失重：將測完固含量的硅樹脂連

同表面皿放入恒溫烘箱中，于250℃下保持3h，然后隨烘箱冷卻至室溫，稱重，計

算熱失重率；體積電阻率按GB/T1410―2006進行測試；電氣強度按GB/T1408.1―

2006進行測試；附著力按GB1720―1989進行測試；耐熱性按GB1735―1979進行測試

；耐沸水性按GB/T1733―1993進行測試；硬度按GB/T6739―2006進行測試。

    2?結果與討論

    2.1環氧改性硅樹脂的制備與紅外表征

    環氧改性硅樹脂是在環烷酸鋅的催化作用下，有機硅低聚物上的羥基與環氧樹

脂的羥基縮合反應，反應式如下：

    環氧改性硅樹脂的紅外光譜如圖1所示，從圖1可以看出，3467cm-1附近是羥基

的特征吸收峰，916cm-1是環氧基的特征吸收峰，1245cm-1是C-O的伸縮振動吸收峰

，1430cm-1、730cm-1都是苯環的特征吸收峰，1133cm-1左右的寬峰是Si-O-C的特

征吸收峰，由此可知，環氧樹脂已接枝在硅樹脂上，該合成產物為含羥基的環氧改

性有機硅樹脂。

    2.2環氧樹脂選擇及配比

    環氧樹脂的種類很多，在耐高溫防腐涂料的應用中，雙酚A環氧樹脂因其結構

特點且具備耐溶性、耐水性和優良的力學性能，是常用的環氧樹脂，成為改性有

機硅中間體的理想選擇，且對原料的成本影響小。

環氧樹脂相對分子質量的大小對共聚物有著直接的影響。在環氧/有機硅比例一定

的情況下，相對分子質量大的環氧樹脂仲羥基的數目較少，與有機硅中間體反應的

活性不夠，即使加入催化劑，改性反應也難以成功；而相對分子質量小時則形成的

涂層力學性能和耐熱性能較差。因此，考慮環氧改性有機硅樹脂終產物的羥值和

制成漆膜的性能，應選用羥值含量和分子質量適中的環氧樹脂。經過實驗篩選，研

究采用中等分子量的E-20環氧樹脂。

    對于環氧改性有機硅樹脂而言，有機硅樹脂用量的多少是至關重要的，隨著有

機硅樹脂用量的增加，改性樹脂的耐熱性和耐候性能提高，但與環氧樹脂的相容性

下降，力學性能變差；反之，則防腐性能提高。

    選定環氧樹脂E20，按不同原料配比（有機硅中間體∶E20）進行改性。表1為

環氧樹脂改性硅樹脂的性能數據。由表1可知，經環氧樹脂改性后的有機硅樹脂附

著力增大，耐熱性硬度變差，耐沸水腐蝕性能有所改善。因此，對不同性能要求的

改性樹脂，應選擇不同的環氧樹脂和有機硅中間體的配比，以達到佳效果。在耐

高溫和腐蝕要求的情況下，有機硅中間體∶E20選擇75：25比較合適。

    2.3環氧改性硅樹脂漆的固化

    改性后的硅樹脂同樣可以加熱固化，也可以在固化劑的條件下固化，對環氧改

性硅樹脂漆選擇多樣固化劑進行試驗，結果如表2所示。

    從表2可知，當固化劑為KH550、KH570時，可固化，且用KH550時固化時間較短

。當采用二丁基二月桂酸錫/正硅酸乙酯時，沒固化；采用KH550和辛酸錫復配時，

在120℃就可固化。純苯基硅樹脂固化溫度為200℃，經過環氧改性的硅樹脂固化溫

度有所降低。降低固化溫度及減少固化時間可以節約成本，固化劑的選型對清漆的

性能影響不大。綜合考慮，選擇KH550、辛酸錫復配作為固化劑，體系固化溫度低

，固化時間短。

    2.4主要技術性能

    表3為自制改性有機硅絕緣漆與國內常用上樹665絕緣漆的性能對比表。從表3

可以看出，自制的環氧改性硅樹脂性能與上樹665性能相當，具有良好的電絕緣性

。國內常用產品經客戶試用，可以滿足要求。

    3?結論

    用環氧樹脂對有機硅中間體進行改性，得到改性有機硅樹脂，改性后的有機硅

樹脂附著力有所提高，固化溫度有所降低，具有良好的耐熱性和絕緣性，適合于浸

漬H級電機電器，并還可用于配制耐高溫涂料。

    參考文獻：

    [1]晨光化工研究院有機硅編寫組.有機硅單體及聚合物[M].北京:化學工業出

版社,1986.

    [2]幸松民,王一璐.有機硅合成工藝及產品應用[M].北京:化學工業出版

社,2000

    [3]王雪镅,郝志峰,余堅,等.環氧樹脂化學改性有機硅樹脂的方法綜述[J].化

學試劑,2009,31(11):903-906.

    [4]劉寶成.環氧改性有機硅樹脂技術研究[J].涂料工業,2008,38(12):26-29.

    [5]朱愛琴,沈利亞,吳蓁.環氧改性有機硅樹脂的制備及其性能研究[J].上海涂

料,2011,49(10):1-3.

    [6]RyuzoMikami,Ichihara.Siloxane-modifiedEpoxyResinComposition:.US,

    4283513[P].1981-8-11.

    [7]彭華龍,尤小姿,徐曉明,等.甲基苯基硅樹脂的合成工藝研究[J].絕緣材

料,2011,44(4):16-19.