3结果与讨论
3.1改性树脂的表征
3.1.1表观
ESS树脂是近乎无色粘性液体,与TDI结合后为浅黄色液体,产物的颜色、粘度与体系的交联度有关。
3.1.2IR分析
甲苯二异氰酸酯(TDI)改性环氧-有机硅树脂的红外吸收光谱,在3307cm-1处出现N—H键的伸缩振动吸收峰;在2275cm-1处的吸收峰归结为少量未反应的-NCO的非对称伸缩吸收峰;1730.68cm-1为氨基甲酸酯中酰胺基为的特征吸收峰;1080cm-1处较宽的吸收峰为Si-O-C链段的伸缩振动特征吸收峰;2964cm-1,1603cm-1为苯环特征吸收峰;1508cm-1,1243cm-1为未反应的环氧基特征吸收峰。
由此可见,反应产物中存在-NHCOO-结构,说明TDI活性分子已接枝到ES树脂中。
3.2反应温与时间对改性反应的影响
TDI改性ES树脂反应温度的选择主要从两方面考虑:反应速度及程度和反应物(TDI)的耐温性。
随着反应温度的逐渐升高,反应速度提高很快。这是由于反应物中环氧键的断裂需一定的活化能,而且该反应是一个吸热反应,因此,温度升高有利于反应的进行。研究发现,温度升至60℃时反应体系颜色剧变,反应产物粘度迅速下降,可能是由TDI高活泼性所致。为了使体系充分反应,在温度不能提高的情况下,将反应时间延长到5.5h,反应温度为45℃。
3.3原料配比对改性树脂性能的影响
ES-06,环氧当量Eq=0.05mol/100g,TDI数均相对分子质量为174,以异氰酸酯基与环氧基为反应单位计算结果:TDI与ES-06最大质量比为9:100。表1给出了原料配比量对改性产物性能的影响。
表1原料配比对改性产物性能的影响
| 10: 0.3 | 20: 0.5 | 10: 0.7* | |
| 外观 | 浅黄液体 | 黄色凝胶 | 深黄色凝胶 |
| 附着力/级 | 2 | 1 | 2~3 |
| 疏水性/度(润湿角) | 65° | 47° | 29° |
*表中比值为ES-06与TDI的质量比
由表1可见,TDI与ES-06配比为10:0.5时膜层的附着力最好,但疏水性较差;配比为10:0.3时疏水性最好,附着力稍差。综合衡量两种性能,反应原料最佳质量在10:0.3与10:0.5之间。