一般環(huán)氧樹脂都是有碳、氫、氧、氮4種元素構(gòu)成的。當(dāng)在樹脂的主鏈上引進(jìn)硅、鈦、氟、磷等元素后，這種環(huán)氧樹脂在耐熱、電絕緣、抗水、阻燃性能上還有很大的變化。

   一、有機(jī)鈦環(huán)氧樹脂

   有機(jī)鈦環(huán)氧樹脂是元素環(huán)氧樹脂之一，它是用正鈦酸丁酯和二酚基丙烷環(huán)氧樹脂中的羥基基團(tuán)進(jìn)行反應(yīng)而得到的一種新型環(huán)氧樹脂。

   （一）合成路線

   采用6101環(huán)氧樹脂和正鈦酸丁酯在加熱情況下，使樹脂中的羥基和正鈦酸丁酯中的丁氧基起反應(yīng)生成丁醇，導(dǎo)致環(huán)氧樹脂通過Ti-O氧橋和鈦連接在一起。

   （二）生產(chǎn)工藝

   （1）原料配方

   （2）生產(chǎn)過程  將6101環(huán)氧樹脂投入反應(yīng)釜中，升溫?cái)嚢瑁郎氐?/SPAN>100～110℃進(jìn)行真空脫水，真空度要求在0.09MPa以上。這一步操作主要是排除水分對(duì)正鈦酸丁酯的影響，有水分存在可使正鈦酸丁酯水解：

   其他幾個(gè)丁氧基也會(huì)產(chǎn)生類似的反應(yīng)，因此，必須把水分排除干凈。水分排完后，冷卻至55～60℃，將配方量的苯加入，繼續(xù)冷卻，冷卻至40～45℃時(shí)滴加正鈦酸丁酯苯溶液，約在20～30min加完。加完后在原溫度維持15min，逐漸升溫至120～130℃，將苯和副產(chǎn)物丁醇一起蒸出，隨后用真空泵將所有低沸物全部蒸出，冷卻后放料。

   二、性能和用途

   二酚基丙烷環(huán)氧樹脂分子中存在著羥基，雖然羥基基團(tuán)的存在對(duì)環(huán)氧樹脂的粘合性能是起一定作用的，但是固化反應(yīng)后殘余下來(lái)的羥基（事實(shí)上也不可能使樹脂中所有的羥基全部去除）在高溫下是不穩(wěn)定的，加上羥基基團(tuán)是親水性的，容易吸水，往往是造成固化后的環(huán)氧樹脂吸水率增大、防潮性電氣性能下降、熱老化性能差的一個(gè)主要原因。用有機(jī)鈦來(lái)改性二酚基丙烷環(huán)氧樹脂使它在這方面性能有了根本的改善。首先是高溫下介質(zhì)損耗角大幅度減小，其次是樹脂的熱穩(wěn)定性有了很大提高。這些可從表3-19說(shuō)明。

   從表3-19及圖3-11中我們可以清楚地看到為數(shù)不多的鈦交聯(lián)鍵對(duì)于二酚基丙烷環(huán)氧樹脂性能作出了很大的改進(jìn)。

   由于有機(jī)鈦環(huán)氧樹脂有較好的電性能、耐熱性和黏合性，因而廣泛地使用于電氣、電機(jī)工業(yè)。作為粉（片）狀云母的黏合劑的產(chǎn)品現(xiàn)今在大容量發(fā)電機(jī)的繞組絕緣上大量使用，它不但提高了絕緣層的電氣性，并且對(duì)電機(jī)的壽命及運(yùn)行的可靠性作了決定性的保證。

   該樹脂在上海地區(qū)已投入生產(chǎn)，牌號(hào)是670環(huán)氧樹脂。

   三、有機(jī)硅環(huán)氧樹脂

   凡帶有環(huán)氧基（）的硅有機(jī)結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，都可稱作有機(jī)硅環(huán)氧樹脂。

   這類產(chǎn)品是指在改進(jìn)環(huán)氧樹脂的防潮、耐水、耐熱、電氣等性能而發(fā)展起來(lái)的。由于有機(jī)硅和環(huán)氧樹脂兩者的結(jié)合發(fā)揮了各自的特點(diǎn)又相互彌補(bǔ)了各自的缺陷，因此這一產(chǎn)品得到普遍的重視，發(fā)展很快，品種極多。根據(jù)其用途的不同可以分作粘合、涂覆、層壓、泡沫塑料等品種，環(huán)氧基硅油、纖維處理劑、消泡劑、潤(rùn)滑劑等，用這些產(chǎn)品為國(guó)防工業(yè)、航天、航空工業(yè)提供了極好的材料。其合成路線如下。

   （1）以二酚基丙烷環(huán)氧樹脂與含有甲氧基、乙氧基、羥基的低分子量聚硅氧烷在催化劑存在下縮合制得有機(jī)硅環(huán)氧樹脂。反應(yīng)可按以下幾種方式進(jìn)行。

   聚硅氧烷上的羥基和環(huán)氧樹脂中的羥基起脫水反應(yīng)。

   聚硅氧烷上的羥基與環(huán)氧樹脂中的環(huán)氧基起開環(huán)反應(yīng)。

   聚硅氧烷上的烷氧基與環(huán)氧樹脂中的羥基起脫烷基醇的反應(yīng)。

   （2）以環(huán)氧丙醇與聚硅氧烷中的烷氧基起脫醇反應(yīng)制得有機(jī)硅環(huán)氧樹脂。

   （3）以環(huán)氧丙烷丙烯醚與聚硅氧烷中的活潑氫起加成反應(yīng)制得有機(jī)硅環(huán)氧樹脂。

   （4）用過氧化物氧化聚硅氧烷上的不飽和雙鍵而得到有機(jī)硅環(huán)氧樹脂。

   （5）用二酚基丙烷的鈉鹽、環(huán)氧氯丙烷與帶有烷基鹵的聚硅氧烷反應(yīng)，制得有機(jī)硅環(huán)氧樹脂。

   （一）665有機(jī)硅環(huán)氧樹脂

   目前采用比較普遍的是第一條路線，現(xiàn)將665有機(jī)硅環(huán)氧樹脂的合成工藝路線、樹脂的性能及應(yīng)用分述如下。

   （1）含有羥基、烷氧基的低分子量聚硅氧烷（以下簡(jiǎn)稱為硅醇）的制造按照不同的要求選擇苯基含量、硅原子和有機(jī)基團(tuán)的比值而決定不同烷基、芳基氯硅烷之間的比例。將這些不同官能團(tuán)的氯硅烷混合溶解于甲苯中放置高位槽內(nèi)。把配方量的水和甲醇（或乙醇）投入反應(yīng)釜中攪拌溶解，控制在20℃左右，開始滴加高位槽中的氯硅烷甲苯溶液，在3～5h內(nèi)加完。再在25℃左右維持1h，隨后靜止讓料液自動(dòng)分層，上層是所需要的產(chǎn)品稱作硅醇甲苯液，下層是副產(chǎn)物鹽酸。分去下層鹽酸，將硅醇甲苯液用水洗到中性為止，過濾去除高聚物和雜質(zhì)，進(jìn)行濃縮，脫去水分和部分甲苯（因?yàn)樗拈L(zhǎng)期存在影響硅醇的穩(wěn)定性）。使硅醇的含量達(dá)到50%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）左右為濃縮完畢，濃縮時(shí)必須用真空，溫度不能超過80℃，否則會(huì)引起硅醇的聚合而影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

   （2）硅醇與環(huán)氧樹脂的縮合將上述制得的濃縮硅醇和一定比例的含羥基的環(huán)氧樹脂、催化劑（如芳香族酸，或者羧酸的Co, 鹽、Zn鹽、ln鹽、Ce鹽）進(jìn)行加熱縮合，溫度控制在160～180℃，不斷用真空排除副產(chǎn)物水和醇，用測(cè)定膠化的方法來(lái)控制樹脂的聚合度，到達(dá)控制終點(diǎn)，冷卻停止縮合反應(yīng)，如果產(chǎn)品分子量大可以加入甲苯配成樹脂甲苯液。

   這一條合成路線和工藝比較簡(jiǎn)便，適合我國(guó)現(xiàn)有的物質(zhì)資源，產(chǎn)品可以根據(jù)聚合度和適當(dāng)比例，制得不同性能供不同用途用的各種樹脂。如聚合度小的不含有溶劑，可以作灌注、密封用，中等聚合度的可以作黏合劑，聚合度大的可以用作涂料等。

   665有機(jī)硅環(huán)氧樹脂產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)見表3-20，其常用固化劑及特性見表3-21。

   固化劑中KH-550是665有機(jī)硅環(huán)氧樹脂較好的一種。它除了氮原子上的兩個(gè)活潑氫與環(huán)氧基起交聯(lián)作用外，其另一端乙氧基也能與樹脂中硅氧烷上殘留的羥基起脫醇反應(yīng)提高了交聯(lián)密度，它本身又是一種硅化合物。因此固化產(chǎn)物的耐熱和耐介質(zhì)性能均優(yōu)于其他固化劑。

   665有機(jī)硅環(huán)氧樹脂常用配方及生產(chǎn)工藝見表3-22，其性能見表3-23。

   從表3-23數(shù)據(jù)中可以看出665有機(jī)硅環(huán)氧樹脂具有優(yōu)異的電絕緣性能和耐熱性，在200℃高溫下仍保持很高的數(shù)據(jù)。

   665有機(jī)硅環(huán)氧樹脂，經(jīng)實(shí)際使用的考驗(yàn)證明，這種樹脂有較好的電氣性，良好的工藝性及其他性能。這與它的結(jié)構(gòu)有關(guān)。這樹脂以硅氧鍵為主鏈，因此有著聚硅氧烷絕妙的耐熱、防水和電性能，同時(shí)在它的一端和側(cè)鏈上結(jié)有環(huán)氧基，活性極大的環(huán)氧基不僅給樹脂帶來(lái)了良好的黏合性和機(jī)械強(qiáng)度，而且通過它和胺類的反應(yīng)達(dá)到了低溫固化，高溫使用的超乎尋常的效果，它有力地改善了有機(jī)硅樹脂需要常時(shí)間高溫干燥的缺點(diǎn)。

   665有機(jī)硅環(huán)氧樹脂經(jīng)廣州電器所和中國(guó)科學(xué)院硅酸鹽研究所試驗(yàn)，它有良好的耐水、耐鹽水、耐海水—油、真空紫外線輻照、液氮溫度淬冷、高速氣流沖刷等性能。

   由于665有機(jī)硅環(huán)氧樹脂具有上述良好的性能- 因此它可以作為FH級(jí)電機(jī)的電樞線圈匝間黏合劑、浸漬漆、定子內(nèi)部的表面覆蓋漆、電機(jī)定子裝配后和電樞精車后的面漆。特種耐熱、耐各種介質(zhì)的涂料以及靜電復(fù)印紙的固著劑等。

   （二）環(huán)氧基有機(jī)硅油

   經(jīng)常引入聚硅氧烷聚合物鏈段的環(huán)氧基有等。

   合成的方法一般是預(yù)先制成含Si-H基的聚硅氧烷再與不飽和環(huán)氧化合物進(jìn)行加成反應(yīng)：

   另一種合成方法是預(yù)先制成含有Si-Cl基的聚硅氧烷和環(huán)氧丙醇反應(yīng)制得：

   環(huán)氧基有機(jī)硅油主要是作化學(xué)纖維的處理劑。例如，聚酯或聚丙烯腈纖維用環(huán)氧基有機(jī)硅油和含氨基的三烷基硅烷一起處理，可賦予纖維近似羽毛的平滑性和柔軟性；環(huán)氧基硅油和氨基有機(jī)硅油并用，可賦予化學(xué)纖維以開士米或安哥拉羊毛那樣的手感；將聚酯纖維的縫紉線用環(huán)氧基硅油處理后可改良高速縫紉性和染色堅(jiān)牢度。