[發(fā)明專利]一種透明超輕硅彈性前體及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910763060.1
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110330655A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張霞;馬慶霖
• 申請（專利權(quán)）人: 張霞
• 主分類號: C08G77/44
• 分類號: C08G77/44
• 代理公司: 北京鼎承知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11551
• 代理人: 田恩濤;柯宏達(dá)

本發(fā)明公開了一種透明超輕硅橡膠硅彈性前體及其制備方法。該透明超輕硅彈性前體以端羥基聚二甲基硅氧烷和硅氧烷為共同原料，具有透明度高、密度低、彈性模量可調(diào)等特點(diǎn)。所述透明超輕硅彈性前體的具體制備方法為：將以化學(xué)計量的端羥基聚二甲基硅氧烷和硅氧烷作為單體，充分溶解在有機(jī)溶劑中后，加入適當(dāng)?shù)拇呋瘎玫接袡C(jī)硅凝膠；經(jīng)老化、干燥，制備得到高度交聯(lián)的透明超輕硅彈性前體。該透明超輕硅彈性前體的透明度從30％?90％，密度為100kg/m³?600kg/m³，彈性模量從10MPa?10GPa不等，在特種防護(hù)、工業(yè)、運(yùn)輸、餐飲、醫(yī)藥等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種透明、低密度的有機(jī)硅彈性前體及其制備方法，屬于新型橡膠材料合成領(lǐng)域。

背景技術(shù)

橡膠是一種具有可逆形變的高彈性高分子材料，通常在室溫下富有彈性，是與纖維、塑料并列的三大聚合物材料之一，在交通運(yùn)輸、工業(yè)、農(nóng)林水利、軍事、土木建筑、電氣通訊、醫(yī)療衛(wèi)生、商品儲存以及生活用品等廣泛領(lǐng)域發(fā)揮無可替代的作用。按不同的分類方法，橡膠可分為不同種類并在不同應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)揮獨(dú)特的作用。例如按原材料來源，橡膠可分為天然橡膠和合成橡膠兩大類；按外觀形態(tài)，橡膠可分為固態(tài)橡膠、乳狀橡膠、液體橡膠和粉末橡膠等；按物理形態(tài)，橡膠可分為硬膠和軟膠，生膠和混煉膠等；按性能和用途，橡膠可分為通用和特種橡膠。其中，硅橡膠是指主鏈由硅和氧原子交替構(gòu)成，硅原子上通常連有兩個有機(jī)基團(tuán)的橡膠。硅橡膠耐低溫性能良好，使用范圍可從-73℃至200℃，瞬時可耐300℃以上的高溫。硅橡膠的透氣性好，氧氣透過率在合成聚合物中是最高的。此外，硅橡膠還具有生理惰性、不會導(dǎo)致凝血的突出特性，因此在醫(yī)用領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

然而，傳統(tǒng)的硅橡膠難以滿足特殊的需求，且隨著科技不斷進(jìn)步，對硅橡膠的功能化需求不斷增加，包括力學(xué)增強(qiáng)、阻燃、殺菌、親疏水化改性等。例如，發(fā)明專利CN201610077691.4發(fā)明了一種硅橡膠表面親水涂層的制備方法，親水涂層具有良好的附著力和生物相容性，特別適用于生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域；發(fā)明專利CN201510644904.2通過把抗菌離子附著在白碳黑載體上，得到了一種抗菌高溫硅橡膠；專利CN201610146685.X采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計，制備了一種超柔軟有機(jī)硅皮革，擴(kuò)展了有機(jī)硅皮革的使用范圍；又如專利CN201510932418.0公開發(fā)明了一種多組分的硅橡膠，具有抗靜電和阻燃功能；專利CN201310285809.9制備了一種含梯形聚倍半硅氧烷的透明硅橡膠，既改善了硅橡膠的機(jī)械力學(xué)性能，又提高了硅橡膠的耐熱性能和耐輻射性能。由此可見，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計和復(fù)合法可以實現(xiàn)硅橡膠的功能化，然而，對于特種應(yīng)用領(lǐng)域，往往需求所用材料具有多種性能，例如在滿足力學(xué)強(qiáng)度的同時，可能還需滿足耐熱、耐光等多種性能。而通過復(fù)合法得到材料，在使用過程、失效、以及降解等過程當(dāng)中會造成污染而限制了其廣泛應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足和材料性能的局限，本發(fā)明的主要目的在于通過結(jié)構(gòu)設(shè)計及合成方法創(chuàng)新，制備多功能化硅彈性前體，即采用溶膠-凝膠化學(xué)，實現(xiàn)雙組分、原位溫和交聯(lián)硫化過程，最終得到透明度可調(diào)、密度極低的硅彈性前體。該透明超輕硅彈性前體的透明度從30％-90％，密度為100g/m³-600g/m³，彈性模量從10MPa-10GPa不等，在特種防護(hù)、工業(yè)、運(yùn)輸、餐飲、醫(yī)藥等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用價值。

為實現(xiàn)前述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種透明超輕硅彈性前體，其包含端羥基聚二甲基硅氧烷和硅氧烷為共同原料，經(jīng)溶膠-凝膠化學(xué)轉(zhuǎn)變后，直接干燥而獲得一種透明度高、密度低的透明超輕硅彈體前體，所述透明超輕硅彈性前體的透明度為30％-90％，密度為100g/m³-600g/m³，彈性模量為10MPa-10GPa。

進(jìn)一步的，所述端羥基聚二甲基硅氧烷的重復(fù)單元n為10至150不等，且不限于此。