[發明專利]一種有機硅固化配方及固化方法和由其制備的硅橡膠

有效

• 申請號: 202110046070.0
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN114763438B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 封玲瓏;紀學順;張聰穎;楊繼朋;楊慧雅;王慶義;王家發
• 申請（專利權）人: 萬華化學集團股份有限公司
• 主分類號: C08L83/08
• 分類號: C08L83/08;C08L83/06;C08K7/26;C08G77/38;C08G77/14
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種有機硅固化配方及固化方法和由其制備的硅橡膠，利用含有碳酸乙烯酯基的聚硅氧烷，與含有胺基的聚硅氧烷發生化學反應，從而引起其固化交聯。其中，碳酸乙烯酯基的聚硅氧烷是利用含環氧基的聚硅氧烷與二氧化碳反應制得，在一定程度上可以為解決溫室氣體效應提供新思路，具有較好的環境友好價值。同時，碳酸乙烯基與胺基反應，形成氨基甲酸酯結構，該結構由于具有很好的氫鍵作用基團，可以提高分子鏈之間的相互作用，從而對提高制備的硅橡膠的力學性能產生較大幫助。此外，交聯反應形成的羥基和氨基甲酸酯結構，還可以提高硅橡膠與基材的粘接能力，而不需要像傳統的做法中加入粘接促進劑。

技術領域

本發明涉及有機硅固化配方及固化方法及和由其制備的硅橡膠，屬于硅橡膠制造領域。

背景技術

硅橡膠由于其主鏈Si-O-Si的特殊結構，使其具備許多優異的物理、化學性能，如耐高溫、耐低溫、耐候性、憎水性以及生理惰性等，因此在航空航天、電子電氣、生物醫療、交通運輸等方面具有不可替代的地位。

傳統的有機硅固化方法主要有過氧化物法、加成法和縮合法。其中，過氧化物法是第一種被用于制備硅橡膠的固化方法，它需要自由基參與引發交聯反應，并且會伴隨著小分子副產物的生成。小分子副產物在硫化過程中很難被完全去除干凈，殘留在硅橡膠制品中影響最終力學性能(US?Pat?2448565)。加成法可以從根本上解決小分子副產物的問題，但是其催化劑鉑金價格昂貴，并且遇到諸如氮、硫、磷等元素很容易“中毒”失去催化活性(Biomaterials，2006,27,3274-3286)。并且利用加成法得到的有機硅膠類產品，其粘接性能較差?？s合法需要空氣中的水汽參與固化反應(US?Pat?3032528)，其交聯劑在遇水和會生成硅醇，對基材有較好的粘接性能。但是在水汽接觸不到的地方，尤其是膠料深處，往往存在不固化或者固化緩慢等現象。并且在固化過程中，也會有小分子副產物生成，限制了其應用范圍。

因此，開發一種新型的有機硅快速固化方法，來制備性能優異的硅橡膠，已成為本領域需要解決的問題之一。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種新型的有機硅固化制備硅橡膠的方法，包括碳酸乙烯酯基聚硅氧烷及其制備方法，以及由其與胺基聚硅氧烷交聯制備硅橡膠的配方和方法。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供一種有機硅固化配方，包括下述質量份的原料：

本發明固化配方中，所述碳酸乙烯酯基聚硅氧烷選自如式Ⅰ所示結構的聚合物：

式中，R₁各自獨立地選自甲基、乙基、苯基或三氟丙基，優選為甲基、苯基；R₂各自獨立地選自碳酸乙烯酯甲基丙氧基、甲基或羥基，優選為碳酸乙烯酯甲基丙氧基、甲基；n＝10-10000，優選為15-100；m＝0-100，優選為0-50；式Ⅰ中至少含有一個碳酸乙烯酯甲基丙氧基。

優選地，所述碳酸乙烯酯基聚硅氧烷，選自如式Ⅱ或式Ⅲ所示結構的聚合物：

式中，m、n與式Ⅰ中相同，即n＝10-10000，優選為15-100；m＝0-100，優選為0-50，式Ⅱ中m不為0。

進一步地，所述碳酸乙烯酯基聚硅氧烷，其制備方法步驟包括：將環氧基聚硅氧烷與過渡金屬催化劑混合，然后通入二氧化碳氣體反應，得到碳酸乙烯酯基聚硅氧烷。

所述碳酸乙烯酯基聚硅氧烷制備方法，其中所述環氧基聚硅氧烷選自如式Ⅳ所示結構的聚合物：