低表面能树脂的性能及固化研究
朱爱琴1 沈利亚2 吴 蓁 2，*
（1. 上海树脂厂有限公司，200336 ；2. 上海应用技术学院，200235）
0 引言
有机硅树脂具有低表面能和高疏水性的特性，常常被用作疏水或防污涂料的基料树脂，广泛地应用于远洋船舶、混凝土表面、建筑外墙面、汽车表面，大型LED 液晶屏及密封材料等的表面保护层。但因纯有机硅树脂存在着附着力差、重涂性差、混溶性差、固化时间长等缺点，使用效果不佳，所以出现了改性有机硅树脂的研发热潮［1］。常见的有机硅改性主要通过有机硅树脂与环氧
树脂或聚氨酯的共混来实现，但是由于两者的溶解度参数相差较大，改性后往往存在着混溶性差从而导致分层、力学性能变差等问题［2-3］。本文采用化学改性的方法，将环氧树脂与有机硅树脂进行反应性复合，制备兼具两者优异性能的超疏水性低表面能复合树脂，并确定其佳的固化剂配方。
1 实验部分
1.1 实验原料
环氧树脂6101，有机硅树脂SAR-9，催化剂，甲苯，固化剂，均为工业级，上海树脂厂有限公司。
1.2 改性树脂制备
在反应器中称取一定量的6101 环氧树脂，以1∶1 的质量比加入甲苯，使环氧树脂完全溶解。加热至120℃左右，加入配方量的有机硅树脂及催化剂。在120℃下恒温回流4 h，反应过程中生成的水经冷凝由分水器分出，即得环氧改性有机硅树脂。
1.3 涂膜制备
将改性树脂及配方量的固化剂混合均匀后，涂抹在干净的载玻片上，室温下固化成膜。
1.4 测试与表征
红外光谱（FT-IR）表征：采用美国Nicolet 公司的傅里叶红外光谱仪NICOLET 380 对聚合物进行结构表征。试样在溴化钾盐片上涂膜，经红外灯烘干即可进行测试。
动态力学分析（DMA）：将固化好的涂层制成10 mm×10 mm、厚度为1~2 mm 的试样，采用德国耐驰公司的Netzsch-DMA-242 动态力学分析仪进行测试。
扫描电镜（SEM）表征：将5 mm×5 mm×10 mm的立方体试样进行断面喷金，通过XL30 ESEM.TMP环境扫描电子显微镜（荷兰Philips 公司）观察试样表面的形貌特征。
接触角测定：采用上海梭伦SL-200B 接触角测量仪，测定2 μL 纯净去离子水在试样表面的接触角。
附着力测定：采用QFZ 型漆膜附着力测试仪，通过划圈法，按照GB 1720—1979 方法进行测定。
表干时间测定：按GB 1728—1979 方法进行测定。
2 结果与讨论
2.1 有机硅树脂改性前后的红外谱图分析
有机硅树脂改性前后的红外谱图见图1。
由图1 可见：曲线2 中1 510 cm-1 处的峰增强，为体系中加入了环氧树脂，导致对位取代的苯环增多，其对应的振动吸收峰也增强；由于体系中存在较多的Si—O—Si 键，故谱图中1 050 cm-1 处的峰宽而强，以致Si—O—C 键在1 110~1 000 cm-1 处的峰被掩盖，但仍可以在824 cm-1 处看到Si—O—C 引起的小尖峰。曲线2 中912 cm-1 处为环氧6101 中环氧基的对称振动峰，由于6101 为双酚A 型环氧树脂，故在1 510 cm-1 及1 606 cm-1 处出现两个较强的吸收带，这是由于苯环的骨架所引起的吸收峰，同时其特有的C—O—单键的伸缩振动较强，产生两个分别位于1 247 cm-1 处的宽谱带以及1 182 cm-1 处的窄谱带。由此证明了环氧树脂和有机硅树脂之间发生了化学反应，生成相应的化学键合。
2.2 有机硅树脂改性前后的玻璃化转变分析
有机硅树脂改性前后固化膜的DMA 图谱如图2 所示。纯有机硅树脂SAR-9 固化后的玻璃化转变温度（Tg）为116.7 ℃ ；纯环氧6101 固化后的Tg 为76.8℃ ；环氧树脂（含量为20%）改性有机硅树脂的Tg 为106.5℃。从图2 可以看出：复合改性后的有机硅树脂只出现一个玻璃化转变温度，说明环氧树脂和有机硅树脂具有良好的混溶性。有机硅树脂改性后Tg 从116.7℃降低到106.5℃，与根据Fox 方程计算所得的复合改性后有机硅树脂的理论Tg（108.0℃）基本吻合。
2.3 有机硅树脂改性前后的扫描电镜分析
