[發明專利]一種脲基改性MQ硅樹脂及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201410290272.X
• 申請日: 2014-06-24
• 公開（公告）號: CN104086772A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 曾幸榮;方偉鎮;賴學軍;李紅強;謝熾新;陳宛涓;張亞軍
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08G77/26
• 分類號: C08G77/26;C08L83/07;C08L83/08;C08L83/05;C08K13/02;C08K3/36;C08K5/5445
• 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;靳榮舉

技術領域

本發明涉及MQ硅樹脂的改性與應用，特別是涉及一種脲基改性MQ硅樹脂的制備方法及其在加成型液體硅橡膠中的應用。

背景技術

硅樹脂因其結構中既存在有機基團，又含有無機結構，集無機物和有機物的特性于一身，具有優良的耐高低溫、耐氣候老化、電氣絕緣、耐臭氧、難燃、無毒和無腐蝕等優點，已廣泛地應用于國防軍工、電子電氣、機械、建筑和交通運輸等領域。

MQ硅樹脂是一類具有三維網狀結構的硅樹脂，由單官能度的硅氧單元(R₃Si_1/2，即M單元)和四官能度的硅氧單元(SiO₂，即Q單元)水解縮合而成，具有優異的耐熱性、耐低溫性、成膜性、柔韌性、抗水性和粘結性能，主要用作硅氧烷壓敏膠的增粘劑及加成型硅橡膠的補強材料。根據不同應用領域的需要，人們通過引入含不同官能團側基的封端單體，合成出含乙烯基、氫基、苯基和氨基等不同基團的MQ硅樹脂，從而賦予MQ硅樹脂特殊的性能。同時，可在MQ硅樹脂中引入二官能團(D單元)和(或)三官能團(T單元)等一些特殊的有機基團，將其擴展為MDQ或MTQ結構的硅樹脂，使其具有某些特殊性能從而滿足特殊的需求。例如，環氧改性MQ硅樹脂可用作增粘劑和粘結表面處理劑；酚基改性MQ硅樹脂可作為大規模集成電路生產時微細加工的堿顯像耐蝕材料；長鏈烷基改性MQ硅樹脂可用于有機樹脂的添加劑以及內脫模劑，具有減輕內應力的作用；聚醚改性MQ硅樹脂可配制纖維處理劑。因此，研制含有特殊功能基團的MQ硅樹脂成為頗受關注的研究課題。

美國專利US5406245報道了尿素及其衍生物是一類滅弧材料，在電弧放電過程中分解出大量不可燃氣體起到電弧猝滅作用，廣泛應用于斷路器、高壓熔斷器和變壓器等設備。中國專利CN103694709報道了含有脲基的硅烷化合物能夠有效提高加成型液體硅橡膠的耐漏電起痕性能。如果將脲基引入MQ硅樹脂中，制得脲基改性MQ硅樹脂，可用于提高硅橡膠的耐漏電起痕性能，在電氣外絕緣材料等領域有著廣泛的應用前景。然而，迄今尚未發現相關論文及專利發表。

發明內容

本發明的目的在于提供一種脲基改性MQ硅樹脂及其制備方法。

本發明的目的還在于提供所述脲基改性MQ硅樹脂在加成型液體硅橡膠中的應用。

本發明的目的通過如下技術方案實現：

一種脲基改性MQ硅樹脂，以質量百分比計，所述脲基改性MQ硅樹脂的合成原料包括以下組分：

所述脲基硅烷偶聯劑為下述結構式：

其中R₁、R₂為‐H、‐(CH₂)_nCH₃或‐Ph，n為0～8的整數；R₃為‐CH₃或‐CH₂CH₃；

所述四官能度硅單體為正硅酸甲酯、正硅酸乙酯或水玻璃中的一種；

所述硅氧烷封端劑為六甲基二硅氧烷、四甲基二乙烯基硅氧烷或四甲基二硅氧烷中的一種或多種；

所述催化劑為鹽酸、硫酸或對甲苯磺酸中的一種；

所述醇為乙醇、異丙醇或正丁醇中的一種或多種。

制備時，將去離子水、醇、催化劑和硅氧烷封端劑在溫度為(70～80)℃條件下攪拌反應；滴加四官能度硅單體和脲基硅烷偶聯劑的混合液，反應溫度控制在(70～80)℃；滴加完畢后繼續攪拌反應(0.5～2)h；萃取，洗滌，減壓蒸餾，得到脲基改性MQ硅樹脂。

為進一步實現本發明的目的，優選地，以質量百分比計，所述原料脲基改性MQ硅樹脂的合成原料還包括二官能度硅單體0～5％，所述二官能度硅單體為二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷或甲基苯基二乙氧基硅烷中的一種或多種。

以質量百分比計，所述原料脲基改性MQ硅樹脂的合成原料還包括三官能度硅單體0～5％；所述三官能度硅單體為甲基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷中的一種或多種。

所述的脲基改性MQ硅樹脂的制備方法，包括以下步驟：

(1)在反應釜內，加入去離子水、醇、催化劑和硅氧烷封端劑，在溫度為(70～80)℃條件下攪拌反應(0.5～2)h；