有機硅樹脂具有良好的耐熱性和耐水性，是一種重要的高溫涂料用樹脂，廣泛應用于煙囪、高溫蒸氣管道、熱交換器、高溫爐等裝置的表面涂裝。但有機硅樹脂附著力差、機械強度弱等方面的問題使有機硅樹脂在高溫涂料方面的應用受到很大限制。利用環氧樹脂優良的粘結性能和機械性能，通過化學反應，在有機硅樹脂分子上引入環氧基、烴基等基團，對有機硅樹脂進行化學改性，能有效地提高有機硅樹脂的附著力和機械性能。經環氧改性的有機硅樹脂可獲得令人滿意的效果。近年來，環氧改性有機硅樹脂被廣泛關注，其應用領域也在日益擴大[5-6]。本文以有機硅單體、含環氧的有機硅單體為主要原材料，通過水解、縮聚等反應合成了新型的耐高溫環氧改性有機硅樹脂，并研究了合成產物的熱穩定性和機械性能。
      1· 實驗
      1. 1 主要原料及儀器
      2−(3,4−環氧環己烷基)乙基三甲氧基硅烷、γ−縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷，工業級，清遠市方舟(佛岡)化學材料有限公司；氨水、二甲苯，分析純，廣州化學試劑廠；雙酚A 型環氧樹脂828、聚二甲基硅氧烷，市售工業級。
      Vector 型傅里葉變換紅外光譜儀，德國Bruker 公司；TG 209 熱重分析儀，德國NETZSCH 公司；QHQ-A鉛筆硬度計，上海高致精密儀器有限公司。   1. 2 環氧改性有機硅樹脂的制備
      在250 mL三口燒瓶中加入55 mL甲基苯基二甲氧基硅烷和2−(3,4−環氧環己烷基)乙基三甲氧基硅烷的混合物，開啟攪拌器并緩慢滴加25%氨水15 mL，常溫反應4 h 至水解反應完成。升溫至60 °C 抽真空，脫除產物中的氨水。加入適量二甲苯，升溫至110 °C，反應20 min 后加入γ−縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，制得環氧改性有機硅樹脂。
      1. 3 不銹鋼片涂層的制備方法
      用玻璃棒將待測樹脂均勻涂抹在3 cm × 7 cm 的不銹鋼片中，然后將涂抹好的不銹鋼片放進馬弗爐中緩慢加熱至80 °C，放置30 min，待揮發掉溶劑后，繼續升溫至250 °C 固化0.5 h，即可制得涂層。
      1. 4 結構表征和性能測試
      1. 4. 1 傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)分析
      采用Vector 型傅里葉變換紅外光譜儀測定樹脂干膜樣品的紅外光譜，分辨率4 cm−1，掃描次數32 次，測定區域0 ~ 4 000 cm−1。
      1. 4. 2 熱重分析(TGA)
      采用TG 209 熱重分析儀測定樣品的熱穩定性。
      測試溫度范圍為30 ~ 900 °C，空氣氣氛，升溫速率為10 °C/min。
      1. 4. 3 漆膜性能測試
      附著力按照GB/T 9286–1998 《色漆和清漆 漆膜的劃格試驗》進行測定；鉛筆硬度按照GB/T 6739–2006《色漆和清漆 鉛筆法測定漆膜硬度》，用QHQ-A 鉛筆硬度計進行測定。
       2· 結果與討論
       2. 1 環氧改性有機硅樹脂的合成原理
       有機硅單體和含環氧的有機硅單體通過水解、縮聚等反應，在有機硅分子上引入環氧基團，生成環氧–苯基甲基有機硅共聚物。反應過程如下：

      2. 2 環氧改性有機硅耐高溫樹脂的紅外光譜分析
      對合成的環氧改性有機硅耐高溫樹脂進行傅里葉變換紅外光譜分析，如圖1 所示。由圖1 可知，736 cm−1和792 cm−1 是Si─CH3 吸收峰，屬于Si─C 伸縮振動和─CH3 面內搖擺吸收峰，Si─苯基在1 430、1 124 和1 000 cm−1 處有較尖銳的吸收帶，1 000 ~ 1 084 cm−1 的吸收帶與Si─O─Si、環氧的C─O─C 伸縮振動的寬吸收帶重疊，在740 ~ 690 cm−1 的2 個吸收帶是由取代苯環氫原子的γ 振動所產生，O─Si─CH3 和Si─O─Si 彎曲振動分別出現在更低的波數433 cm−1 和484 cm−1，2 925 cm−1 是─CH2─伸縮振動吸收峰，3421 cm−1 是─OH 伸縮振動吸收峰。IR 分析表明，合成的產品為環氧–苯基甲基有機硅共聚物。
         
      2. 3 環氧改性有機硅樹脂的熱重(TG)分析
      作為對照組，選擇雙酚A 環氧樹脂828(環氧樹脂)、聚二甲基硅氧烷(有機硅樹脂)與本文合成的環氧改性有機硅樹脂(環氧–苯基甲基有機硅共聚物)進行熱穩定性分析比較，其熱失重曲線見圖2，熱失重數據見表1。從圖2 和表1 可知，環氧–苯基甲基有機硅共聚物的耐溫性顯著提高，其在最大分解速率時的溫度比聚二甲基硅氧烷共聚物提高約70 °C。
           
       2. 4 固化溫度對涂膜附著力和硬度的影響
       在150 ~ 300 °C 溫度范圍內分別對涂膜進行固化，探討固化溫度對涂膜性能的影響，實驗結果如表2 所示。由表2 可以看出，固化溫度在250 ~ 300 ° C 時涂膜性能最佳。當溫度超過350 °C 后，涂膜的性能急劇下降，涂膜甚至被破壞、開裂。因為溫度大于350 °C時，環氧有機硅樹脂將會發生熱分解，有機硅樹脂側鏈的有機基團及主鏈被破壞，涂料硬度、附著力便會急劇下降。由實驗結果可知，本實驗所得環氧改性有機硅樹脂的固化溫度可達300 °C，此時涂膜硬度為3H，附著力為1 級，抗沖擊強度達50 kg·cm，說明合成的環氧改性有機硅樹脂涂膜在具有優良耐熱性能的同時還具有優良的機械性能。
            
       3 ·結論
       采用2−(3,4−環氧環己烷基)乙基三甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷和γ−縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷為主要原料，合成了環氧改性有機硅耐高溫樹脂。該樹脂的最大熱失重溫度大于400 °C，熱穩定性較環氧樹脂、聚二甲基硅氧烷顯著提高。環氧改性有機樹脂的固化溫度為250 ~ 300 °C，在此溫度下固化的漆膜外觀平整，對不銹鋼基材的附著力達到1 級，硬度為3H，沖擊強度達50 kg·cm。合成的環氧改性有機硅樹脂同時具有優良的耐熱性能和優良的物理機械性能。