一般环氧树脂都是有碳、氢、氧、氮4种元素构成的。当在树脂的主链上引进硅、钛、氟、磷等元素后，这种环氧树脂在耐热、电绝缘、抗水、阻燃性能上还有很大的变化。 一、有机钛环氧树脂 有机钛环氧树脂是元素环氧树脂之一，它是用正钛酸丁酯和二酚基丙烷环氧树脂中的羟基基团进行反应而得到的一种新型环氧树脂。 （一）合成路线 采用6101环氧树脂和正钛酸丁酯在加热情况下，使树脂中的羟基和正钛酸丁酯中的丁氧基起反应生成丁醇，导致环氧树脂通过Ti-O氧桥和钛连接在一起。
（二）生产工艺 （1）原料配方
（2）生产过程 将6101环氧树脂投入反应釜中，升温搅拌，升温到100～110℃进行真空脱水，真空度要求在0.09MPa以上。这一步操作主要是排除水分对正钛酸丁酯的影响，有水分存在可使正钛酸丁酯水解：
其他几个丁氧基也会产生类似的反应，因此，必须把水分排除干净。水分排完后，冷却至55～60℃，将配方量的苯加入，继续冷却，冷却至40～45℃时滴加正钛酸丁酯苯溶液，约在20～30min加完。加完后在原温度维持15min，逐渐升温至120～130℃，将苯和副产物丁醇一起蒸出，随后用真空泵将所有低沸物全部蒸出，冷却后放料。 二、性能和用途 二酚基丙烷环氧树脂分子中存在着羟基，虽然羟基基团的存在对环氧树脂的粘合性能是起一定作用的，但是固化反应后残余下来的羟基（事实上也不可能使树脂中所有的羟基全部去除）在高温下是不稳定的，加上羟基基团是亲水性的，容易吸水，往往是造成固化后的环氧树脂吸水率增大、防潮性电气性能下降、热老化性能差的一个主要原因。用有机钛来改性二酚基丙烷环氧树脂使它在这方面性能有了根本的改善。首先是高温下介质损耗角大幅度减小，其次是树脂的热稳定性有了很大提高。这些可从表3-19说明。
从表3-19及图3-11中我们可以清楚地看到为数不多的钛交联键对于二酚基丙烷环氧树脂性能作出了很大的改进。 由于有机钛环氧树脂有较好的电性能、耐热性和黏合性，因而广泛地使用于电气、电机工业。作为粉（片）状云母的黏合剂的产品现今在大容量发电机的绕组绝缘上大量使用，它不但提高了绝缘层的电气性，并且对电机的寿命及运行的可靠性作了决定性的保证。 该树脂在上海地区已投入生产，牌号是670环氧树脂。 三、有机硅环氧树脂 凡带有环氧基（ 这类产品是指在改进环氧树脂的防潮、耐水、耐热、电气等性能而发展起来的。由于有机硅和环氧树脂两者的结合发挥了各自的特点又相互弥补了各自的缺陷，因此这一产品得到普遍的重视，发展很快，品种极多。根据其用途的不同可以分作粘合、涂覆、层压、泡沫塑料等品种，环氧基硅油、纤维处理剂、消泡剂、润滑剂等，用这些产品为国防工业、航天、航空工业提供了极好的材料。其合成路线如下。 （1）以二酚基丙烷环氧树脂与含有甲氧基、乙氧基、羟基的低分子量聚硅氧烷在催化剂存在下缩合制得有机硅环氧树脂。反应可按以下几种方式进行。
聚硅氧烷上的羟基和环氧树脂中的羟基起脱水反应。
聚硅氧烷上的羟基与环氧树脂中的环氧基起开环反应。 聚硅氧烷上的烷氧基与环氧树脂中的羟基起脱烷基醇的反应。
（2）以环氧丙醇与聚硅氧烷中的烷氧基起脱醇反应制得有机硅环氧树脂。
（3）以环氧丙烷丙烯醚与聚硅氧烷中的活泼氢起加成反应制得有机硅环氧树脂。
（4）用过氧化物氧化聚硅氧烷上的不饱和双键而得到有机硅环氧树脂。
（5）用二酚基丙烷的钠盐、环氧氯丙烷与带有烷基卤的聚硅氧烷反应，制得有机硅环氧树脂。
（一）665有机硅环氧树脂 目前采用比较普遍的是第一条路线，现将665有机硅环氧树脂的合成工艺路线、树脂的性能及应用分述如下。 （1）含有羟基、烷氧基的低分子量聚硅氧烷（以下简称为硅醇）的制造按照不同的要求选择苯基含量、硅原子和有机基团的比值而决定不同烷基、芳基氯硅烷之间的比例。将这些不同官能团的氯硅烷混合溶解于甲苯中放置高位槽内。把配方量的水和甲醇（或乙醇）投入反应釜中搅拌溶解，控制在20℃左右，开始滴加高位槽中的氯硅烷甲苯溶液，在3～5h内加完。再在25℃左右维持1h，随后静止让料液自动分层，上层是所需要的产品称作硅醇甲苯液，下层是副产物盐酸。分去下层盐酸，将硅醇甲苯液用水洗到中性为止，过滤去除高聚物和杂质，进行浓缩，脱去水分和部分甲苯（因为水的长期存在影响硅醇的稳定性）。使硅醇的含量达到50%（质量分数）左右为浓缩完毕，浓缩时必须用真空，温度不能超过80℃，否则会引起硅醇的聚合而影响产品的质量。 （2）硅醇与环氧树脂的缩合将上述制得的浓缩硅醇和一定比例的含羟基的环氧树脂、催化剂（如芳香族酸，或者羧酸的Co, 盐、Zn盐、ln盐、Ce盐）进行加热缩合，温度控制在160～180℃，不断用真空排除副产物水和醇，用测定胶化的方法来控制树脂的聚合度，到达控制终点，冷却停止缩合反应，如果产品分子量大可以加入甲苯配成树脂甲苯液。 这一条合成路线和工艺比较简便，适合我国现有的物质资源，产品可以根据聚合度和适当比例，制得不同性能供不同用途用的各种树脂。如聚合度小的不含有溶剂，可以作灌注、密封用，中等聚合度的可以作黏合剂，聚合度大的可以用作涂料等。 665有机硅环氧树脂产品的技术指标见表3-20，其常用固化剂及特性见表3-21。 固化剂中KH-550是665有机硅环氧树脂较好的一种。它除了氮原子上的两个活泼氢与环氧基起交联作用外，其另一端乙氧基也能与树脂中硅氧烷上残留的羟基起脱醇反应提高了交联密度，它本身又是一种硅化合物。因此固化产物的耐热和耐介质性能均优于其他固化剂。
665有机硅环氧树脂常用配方及生产工艺见表3-22，其性能见表3-23。
从表3-23数据中可以看出665有机硅环氧树脂具有优异的电绝缘性能和耐热性，在200℃高温下仍保持很高的数据。 665有机硅环氧树脂，经实际使用的考验证明，这种树脂有较好的电气性，良好的工艺性及其他性能。这与它的结构有关。这树脂以硅氧键为主链，因此有着聚硅氧烷绝妙的耐热、防水和电性能，同时在它的一端和侧链上结有环氧基，活性极大的环氧基不仅给树脂带来了良好的黏合性和机械强度，而且通过它和胺类的反应达到了低温固化，高温使用的超乎寻常的效果，它有力地改善了有机硅树脂需要常时间高温干燥的缺点。 665有机硅环氧树脂经广州电器所和中国科学院硅酸盐研究所试验，它有良好的耐水、耐盐水、耐海水—油、真空紫外线辐照、液氮温度淬冷、高速气流冲刷等性能。 由于665有机硅环氧树脂具有上述良好的性能- 因此它可以作为FH级电机的电枢线圈匝间黏合剂、浸渍漆、定子内部的表面覆盖漆、电机定子装配后和电枢精车后的面漆。特种耐热、耐各种介质的涂料以及静电复印纸的固着剂等。 （二）环氧基有机硅油 经常引入聚硅氧烷聚合物链段的环氧基有 合成的方法一般是预先制成含Si-H基的聚硅氧烷再与不饱和环氧化合物进行加成反应：
另一种合成方法是预先制成含有Si-Cl基的聚硅氧烷和环氧丙醇反应制得：
环氧基有机硅油主要是作化学纤维的处理剂。例如，聚酯或聚丙烯腈纤维用环氧基有机硅油和含氨基的三烷基硅烷一起处理，可赋予纤维近似羽毛的平滑性和柔软性；环氧基硅油和氨基有机硅油并用，可赋予化学纤维以开士米或安哥拉羊毛那样的手感；将聚酯纤维的缝纫线用环氧基硅油处理后可改良高速缝纫性和染色坚牢度。 |
