[發明專利]一種酸堿可逆交聯有機硅樹脂及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201711442660.5
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN107880271B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 薛涵與;林棋;方潤;李心忠
• 申請（專利權）人: 閩江學院
• 主分類號: C08G77/392
• 分類號: C08G77/392
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;李翠娥

本發明涉及一種酸堿可逆交聯有機硅樹脂及其制備方法。其制備方法如下：將有機硅預聚物和含酸堿可逆基團的化合物按質量比100:1~100:30溶解于稀釋劑中，添加0.5~10wt‰的催化劑，室溫反應0.1?24h，即得到酸堿可逆交聯有機硅樹脂。利用酸堿可逆基團的特性實現有機硅樹脂的可逆交聯功能化，達到有機硅樹脂零污染回收利用的目的。另外，這種酸堿可逆交聯有機硅樹脂可通過增材制造技術、模壓等加工手段成型。

技術領域

本發明屬于有機硅樹脂的改性領域，具體涉及一種酸堿可逆交聯有機硅樹脂及其制備方法。

背景技術

有機硅樹脂是高度交聯的網狀結構的聚有機硅氧，以其優異的熱氧化穩定性、電絕緣性能、耐候性、防霉菌、生物相容性等特性，廣泛應用于國防軍工、電氣工業、輕工產品、食品衛生等行業，發揮著不可替代的作用。而從環保角度考慮，有機硅樹脂優異的熱氧化穩定性、防霉菌性能導致其難以自然分解。即便目前部分有機硅樹脂能夠回收作為其他樹脂的增韌改性劑，但是大部分有機硅樹脂仍然沒有得到有效的循環利用。隨著有機硅樹脂的廣泛應用，已然成為環境污染的又一源頭。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種酸堿可逆交聯有機硅樹脂及其制備方法。通過將具酸堿可逆反應的官能團引入到有機硅樹脂中，成為有機硅樹脂的交聯點，并通過特定的工藝控制酸堿可逆交聯有機硅樹脂的交聯與解交聯，實現樹脂的可逆交聯功能化，以達到有機硅樹脂零污染回收的目的。這種酸堿可逆交聯有機硅樹脂可以在特定酸堿度范圍內發生交聯反應，然后在另一酸堿度下斷開交聯點，實現有機硅樹脂的可逆交聯功能化。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種酸堿可逆交聯有機硅樹脂的制備方法：將有機硅預聚物和含酸堿可逆基團的化合物按質量比100:1~100:30溶解于稀釋劑中，添加0.5~10wt‰的催化劑，室溫反應0.1-24h，即得到酸堿可逆交聯有機硅樹脂。

所述的有機硅預聚物包括端氨基硅油、端羥基硅油、端環氧基硅油、端乙烯基硅油中的一種。

所述的含酸堿可逆基團的化合物包括二烯丙基二硫、二硫代甘醇酸、L-高胱氨酸、DL-高胱氨酸、L-胱氨酸、DL-胱氨酸中的一種。

所述的稀釋劑包括γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧) 丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巰丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷中的一種。

所述的催化劑包括氫氧化鈉、鹽酸、4-二甲氨基吡啶、二丁基二月桂酸錫、草酸亞錫、濃硫酸、對甲苯磺酸、1-乙基-3-(3-二甲胺丙基)碳二亞胺鹽酸鹽、乙醇鈉、溴化鈉、濃硫酸、碳酸鉀、碘化鉀、過氧化二苯甲酰中的一種。

一種如上所述的制備方法制得的酸堿可逆交聯有機硅樹脂表面呈極性，與玻璃之間的粘結強度達到43.92 N/mm以上，樹脂的熱傳導系數為0.227 W/（m* K）以上。該樹脂的紅外譜圖中，在540cm^-1處會出現二硫鍵（S-S）的紅外特征峰，并實現了酸堿可逆交聯性能（如表1-3所示）。經交聯后，酸堿可逆交聯樹脂的交聯度達到85%左右。在pH10的環境下，可逆反應的二硫鍵基團解交聯，試樣的交聯度下降至8.0%以下。

一種如上所述的酸堿可逆交聯有機硅樹脂的使用方法：酸堿可逆交聯樹脂在pH10的環境下，可使含可逆反應的二硫鍵基團解交聯，實現有機硅樹脂的解交聯；在另一特定酸堿度環境下，硫氫鍵重新形成二硫鍵，交聯有機硅樹脂，從而實現樹脂的零污染回收。

酸堿可逆交聯有機硅樹脂器件或者薄膜的成型是在0～200℃，通過增材制造技術、模壓等加工工藝成型。步驟（2）所用成型設備包含分層實體制造(LOM)工藝技術、熔融沉積成型(FDM)工藝技術、平板硫化機等。

該酸堿可逆交聯有機硅樹脂的結構經紅外分析，交聯性能用凝膠含量測試，六甲基二硅氧烷為溶劑。