[發明專利]一種加成型多元共聚苯基硅橡膠及其制備方法

在審

• 申請號: 202010953268.2
• 申請日: 2020-09-11
• 公開（公告）號: CN111978546A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 姬科舉;戴振東;吳文濤;趙春霞;喬元華;甘培赟
• 申請（專利權）人: 南京艾德恒信科技有限公司;南京溧航仿生產業研究院有限公司
• 主分類號: C08G77/24
• 分類號: C08G77/24;C08G77/06;C08G77/34
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張換君

本發明公開一種加成型多元共聚苯基硅橡膠及其制備方法，所述硅橡膠為側鏈含苯基和三氟丙基結構，合成方法包括：按一定質量比向反應器中依次通入八甲基環四硅氧烷、甲基苯基環四硅氧烷、甲基三氟丙基環三硅氧烷，再加入催化劑和封端劑，得到的混合物繼續攪拌，加熱處理得到產物，在常壓下進行聚合反應；以異丙醇或乙醇為沉淀劑除去低分子量雜質和引發劑。本發明方法具有操作工藝簡單，反應成本低、反應時間短且轉化率高以及利用沉淀法除雜質和催化劑等優勢。

技術領域

本發明屬于硅橡膠合成技術領域，具體涉及一種加成型多元共聚苯基硅橡膠及其制備方法。

背景技術

硅橡膠材料是伴隨著社會經濟、科學技術發展而迅速崛起的一門新興強GDP產業，它具有耐高低溫、耐輻照、耐紫外、耐候、電氣絕緣、阻燃、高透氣性、化學惰性、生理惰性及良好的生物相容性等特性。近年來已被廣泛應用于航空航天、國防軍工、電子電氣、石油、化工、機械等領域，對高科技和產業結構優化升級發揮著日益重要的作用。典型代表為甲基苯基硅橡膠，其結構為主鏈上的一部分硅原子連接甲基而另一部分連接苯基或甲基苯基，特殊的化學結構賦予其一系列優異性能，被廣泛應用于電子、航空、汽車等領域。

甲基苯基環硅氧烷具有良好的開環聚合活性，其活性甚至高于二甲基硅氧烷，因此，可與六乙基環三硅氧烷、四甲基四乙烯基環四硅氧烷、三甲基三乙基環三硅氧烷、甲基三氟丙基環三硅氧烷等單體進行開環聚合形成新結構共聚苯基硅橡膠。此外，甲基苯基環硅氧烷沸點高，往往借助減壓蒸餾方式脫除未反應原料。劉立華等人利用六乙基環三硅氧烷和甲基苯基硅氧烷共聚合成了二甲基-二乙基-甲基苯基共聚硅橡膠，該多元共聚硅橡膠為非結晶性橡膠，具有優異的耐低溫性能；崔巖等人合成了二甲基-二乙基-甲基苯基-甲基乙基多元共聚硅橡膠，選用KOH為催化劑，雖收率較高，但反應時間較長，同時使用磷酸作為中和劑，過程較為繁瑣；中國專利CN111518132A、CN104004191A和CN109400880A采用甲基苯基混合環體，以四甲基氫氧化銨為催化劑制備了苯基硅橡膠，均通過熱真空脫揮的方法來脫除小分子，同時借助常壓加熱促使催化劑分解失效，操作過程較為繁瑣；中國專利CN108239284A采用二甲基二烷氧基硅烷、二苯基二烷氧基硅烷以及甲基乙烯基二烷氧基硅烷等原料制備了加成型苯基硅橡膠，同樣也是物通過高溫、減壓法脫除低沸物和促使催化劑分解失活；中國專利CN109762092A合成了一種耐低溫氟硅橡膠，選用叔丁基過氧化氫或過硫酸鉀為催化劑，但其收率較低，最高為34％。目前，苯基硅橡膠的研究和應用仍主要集中于以二苯基鏈節或甲基苯基鏈節為主的苯基硅橡膠，關于新結構多元共聚苯基硅橡膠的研究報道還很少，但這無疑是發明新材料的重要途徑。此外，隨著我國甲基苯基環硅氧烷單體純度和產能的不斷提高，高性能的甲基苯基鏈節苯基硅橡膠將引起越來越多的關注，其多元型共聚苯基硅橡膠的合成與應用必將成為熱點，因此開發一種以甲基苯基硅橡膠為基膠的新型結構硅橡膠，同時優化操作工藝具有良好的研究價值與應用前景。

發明內容

本發明針對上述現有技術的瓶頸而設計提供一種加成型多元共聚苯基硅橡膠的合成方法，以適應航空航天、電子電氣、國防軍工等領域對橡膠性能的高要求。

為了達到上述技術目的，本發明的技術方案是：

本發明提供一種加成型多元共聚苯基硅橡膠，所述加成型多元共聚苯基硅橡膠為側鏈含苯基和三氟丙基結構的甲基苯基三氟丙基聚硅氧烷共聚物，其結構式為：

其中，m為二甲基硅氧烷鏈節個數，n為甲基苯基硅氧烷鏈節個數，p為甲基三氟丙基硅氧烷鏈接個數。

優選的，所述加成型多元共聚苯基硅橡膠中甲基苯基鏈節含量為15-40％,甲基三氟丙基環三硅氧烷鏈節含量為14-30％。

本發明還提供了一種加成型多元共聚苯基硅橡膠的制備方法，包括以下制備步驟：