[發明專利]二甲基二苯基室溫硫化硅橡膠及生產工藝和用途

有效

• 申請號: 201010150714.2
• 申請日: 2010-04-19
• 公開（公告）號: CN101851334A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 章基凱;陳俊欽;俞春富
• 申請（專利權）人: 上海愛世博有機硅材料有限公司
• 主分類號: C08G77/16
• 分類號: C08G77/16;C08G77/06;C09K3/10;C09D183/06
• 代理公司: 上海三方專利事務所 31127
• 代理人: 吳干權

[技術領域]

本發明涉及新材料、精細化工(特種高分子材料)技術領域，具體地說是一種耐高溫的二甲基二苯基室溫硫化硅橡膠及生產工藝和用途。

[背景技術]

苯基硅橡膠是有機硅橡膠主要品種之一，由于在硅橡膠的分子鏈中引入苯基鏈節，使它除具有甲基硅橡膠的優良性能外，還具有更寬的使用溫度范圍，苯基含量在5-8％的苯基硅橡膠可在-120℃低溫條件下保持彈性，是目前硅橡膠耐低溫性能最好的一個品種；苯基含量在10.0-25.0％的苯基硅橡膠具有很好的耐高溫、耐輻射、耐燒蝕和自熄性，是航空、宇航造船、電子等所需的新型特種材料，苯基硅橡膠可分高溫熱硫化(HTV)硅橡膠和室溫硫化(RTV)硅橡膠。室溫硫化硅橡膠的特長是工藝性能好，不需加壓加熱設備，使用極其方便，既可做成密封圈、件等制品，也可以作為涂層、粘結劑、灌封膠使用。苯基硅橡膠按其結構可以分為苯甲基硅橡膠和二甲基二苯基硅橡膠，前者分子鏈中鏈節單元為[(CH₃)C₆H₅SiO]_m，后者為[(CH₃)₂SiO]_m[(C₆H₅)₂SiO]_n，只要苯基含量相同，其性能類同。

苯基室溫硫化硅橡膠傳統制備方法，文獻報導多為苯甲基鏈節[(CH₃)C₆H₅SiO]_m，而具有[(CH₃)₂SiO]_m[(C₆H₅)₂SiO]_n為鏈節單元的二甲基二苯基室溫硫化硅橡膠的合成方法報導的少。前者主要合成方法為堿催化或酸催化下的環硅氧烷與封頭劑的平衡聚合法，以及含鹵素、烷氧基、酰氧基等硅官能基硅氧烷的水解方法，以低摩爾質量羥基封端的二甲基硅氧烷、甲基苯基環硅氧烷為原料在催化劑的催化合成苯甲基為鏈節單元的苯甲基室溫硫化硅橡膠。而在我國，合成苯甲基硅橡膠主要原料苯甲基二氯硅烷(以它合成苯甲基環硅氧烷)尚處于試驗的階段，未實現工業化生產。而合成二甲基二苯基室溫硫化硅橡膠的主要原料二苯基二氯硅烷等已投入工業化生產，但其純度最高達到98％，尚未達到橡膠級的要求。所以傳統合成方法將它先制成二苯基硅二醇[(C₆H₅)₂Si(OH)₂]或八苯基環四硅氧烷，然后將它們與八甲基環四硅氧烷(D4)進行堿催化重排化反應，來生產二甲基二苯基室溫硫化硅橡膠。由于二苯基硅二醇或八苯基環四硅氧烷在常溫下是固態，而八甲基環四硅氧烷為液態，共聚過程為固液的非均相反應，給硅橡膠生產帶來不少麻煩。而且由于固態的二苯基硅二醇或八苯基環四硅氧烷殘存的酸堿性很難去除，所以盡管可能是微量，但在熱空氣老化環境中仍會發生降解反應，造成硅橡膠耐高溫熱空氣老化性能下降。為了解決這種弊病，章基凱等曾采用下列合成工藝。

(1)以二苯基二氯硅烷為原料合成二苯基硅二醇：

(2)以二苯基硅二醇為原料合成八苯基環四硅氧烷：

(3)硅醇鹽制備：將八甲基環四硅氧烷分別與氫氧化鉀和四甲基氫氧化銨進行真空調聚(堿催化重排)制備氫氧化鉀硅醇鹽和四甲基氫氧化銨硅醇鹽。

(4)以八苯基環四硅氧烷、八甲基環四硅氧烷為原料，在氫氧化鉀硅醇鹽催化下進行聚合反應，然后進行高溫熱裂解反應生成液態的六甲基二苯基環四硅氧烷：

(5)以六甲基二苯基環四硅氧烷與八甲基環四硅氧烷、甲基乙烯基環硅氧烷為原料，在四甲基氫氧化銨硅醇鹽催化下進行聚合，制備了以二甲基乙烯基封端的二甲基二苯基高溫硫化硅橡膠。該合成流程顯然實現了均相聚合，并制得不殘存微量酸堿性、綜合性能十分優異的高溫硫化硅橡膠。但該合成工藝流程長、步驟多、需使用大量溶劑，而且對原料純度要求十分高，例如，八甲基環四硅氧烷純度需達到99.0％以上，而且催化劑需將KOH和(CH₃)₄NOH與D4進行聚合形成硅醇鹽，否則催化活性大大降低，顯然這樣的生產工藝是不適合要求產能多、用途廣、以羥基為封端的多種粘度規格的二甲基二苯基室溫硫化硅橡膠(生膠)的生產。

[發明內容]