[發明專利]改性含氫環四硅氧烷粘接促進劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310292436.8
• 申請日: 2013-07-11
• 公開（公告）號: CN103360422A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 曾幸榮;周為;李紅強;賴學軍;汪昱辰;王全;蘇俊柳;肖貴斌;湯勝山
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C07F7/21
• 分類號: C07F7/21;C08K5/549;C08L83/07;C08K13/02;C08K3/36;C08K5/5445;C09J11/06;C09J183/07;C09J11/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及有機硅材料粘接技術領域，特別是涉及改性含氫環四硅氧烷粘接促進劑及其制備方法和應用；該粘接促進劑可提高加成型液體硅橡膠粘接性能。

背景技術

當今世界，材料科學技術迅猛發展，其中加成型液體硅橡膠以其優異的耐濕、耐水、耐寒、耐熱、耐紫外光、絕緣、耐輻射和耐臭氧性能，在諸多領域有很廣泛的應用。其主要應用包括：電子電器灌封膠、液體注射成型膠及模具膠等。但是由于加成型液體硅橡膠硫化以后，分子表面絕大部分為非極性的有機基團，因而對其它材料的粘接性很差。因此，對加成型液體硅橡膠進行改性，賦予其優異的粘接性能非常具有實際意義。

目前，對加成型液體硅橡膠進行粘接改性的方法主要有三類[1]：一是用底涂劑對基材表面進行處理。底涂劑的主要功能是增加加成型液體硅橡膠與接觸基材的粘接性，同時使脆弱的基材表面得到強化，并起到屏蔽基材中阻礙硫化的成分的作用。使用底涂劑的方法雖然能使硅橡膠獲得較好粘結性能，但是由于該種工藝是先分別對粘接基材表面處理，然后在基材粘接面涂上底涂劑，再與加成型液體硅橡膠組裝。這種工藝不但費工、占用庫存、品質難控制。同時底涂劑中含有易揮發易燃溶劑,造成了運輸危險、環境污染、人體傷害。二是通過改變聚硅氧烷分子結構增強粘接性。通過將苯基、酯基和烷氧基等功能極性基團直接接到聚硅氧烷分子鏈上，從而使加成型液體硅橡膠本身具有粘接性。雖然改變聚硅氧烷分子結構的方法能夠比較好地提高加成型液體硅橡膠和基材之間的粘接，但是由于該方法合成工藝復雜，從而限制了其應用。三是使用添加增粘劑的方法來提高粘接性能。該方法通過合成帶有增粘基團的分子，添加到加成型液體硅橡膠中，經硫化后，增粘劑分子能夠和硅橡膠分子部分良好相容，增粘基團能夠和粘接基材表面化學基團進行相互作用，從而能賦予加成型液體硅橡膠良好的自粘性能。該種方法具有操作簡單，易控制產品質量，可用在生產設計復雜的復合部件中的優點。

因此，針對加成型液體硅橡膠存在的與基材粘接性能的不足，通過合成具有優良性能的增粘劑并應用于加成型液體硅橡膠中，使其具備自粘性具有非常重要的意義。

中國專利CN102408869A公開了一種用乙烯基三甲（乙）氧基硅烷與γ‐(2,3‐環氧丙氧)丙基三甲（乙）氧基硅烷通過水解反應或者兩者的水解反應產物與γ‐氨丙基三甲（乙）氧基硅烷反應制備的粘接促進劑，研究發現將該種粘接促進劑添加到加成型液體硅橡膠能夠實現對鋁材的粘接，但存在硅氧烷的水解反應條件不好控制，反應過程容易產生凝膠，以及含氮化合物容易使鉑催化劑中毒等缺點。美國專利US0015365公開了一種含硅亞烷基的聚甲基氫硅氧烷作固化交聯劑，用該交聯劑配制的加成型液體硅橡膠對塑料基材有非常好的粘接性。但該交聯劑的合成過程比較復雜，不容易進行工業生產。美國專利US4525400公開了用活性炭負載的鉑催化劑催化氫氣和芐胺與γ‐丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷反應的中間產物，制備了一種粘接促進劑。研究發現在加成型液體硅橡膠中添加少量的該種粘接促進劑，能夠取得對鋁、銅、玻璃比較好的粘接效果，達到100%內聚破壞。不過，該種粘接促進劑的制備過程比較繁瑣，且反應原料毒性較大，從而在一定程度上限制了該種粘接促進劑的應用。美國專利US2012/0123051AL公開了一種含苯環、醚鍵和硅烷氧基的粘接促進劑。在加成型液體硅橡膠中添加0.5份該種粘接促進劑，即可獲得對聚氨酯的良好粘接效果。但同時由于粘接促進劑分子中苯基的引入將導致粘接促進劑與硅橡膠相容性差。

目前對提高加成型液體硅橡膠粘接性的粘接促進劑雖然已有一些報道，但這些粘接促進劑大多存在著合成工藝復雜、硫化條件苛刻、使催化劑中毒以及使硅橡膠力學性能下降等問題。這些問題都一直限制了加成型液體硅橡膠用粘接促進劑在工業化生產中的運用。因此，研究合成工藝簡單、能保證硅橡膠良好的力學性能和成型工藝簡單的粘接促進劑具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種用于加成型液體硅橡膠的粘接促進劑的制備方法及其應用。

本發明還涉及粘接促進劑在加成型液體硅橡膠中的應用，將這種粘接促進劑加入加成型液體硅橡膠中，可以獲得非常優異的粘結性能。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種改性含氫環四硅氧烷粘接促進劑的制備方法，包括如下步驟：

1）將丙烯酸酯類化合物與濃度為0.1～0.65%的鉑催化劑溶液混合后在30～60℃預熱20～60min，備用；所述鉑催化劑占丙烯酸酯類化合物質量0.1～10ppm；