[發明專利]一種基于改性多酚交聯的高強度有機硅彈性體的制備方法

有效

• 申請號: 202110721921.7
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113336950B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 王燈旭;孔森;馮圣玉;王麗麗;王文雨
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C08G77/38
• 分類號: C08G77/38;C07H13/08;C07H1/00;C07D493/06;C08L83/08
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

本發明提供一種基于改性多酚交聯的高強度有機硅彈性體的制備方法，包括步驟如下：將多酚與含有丙烯酰基的化合物在有機溶劑中進行醇解反應，然后通過后處理得到丙烯酰基改性多酚；以氨基聚硅氧烷為基礎聚合物，丙烯酰基改性多酚為交聯劑，混合后室溫固化交聯，即得基于改性多酚交聯的高強度有機硅彈性體。本發明制備方法簡單、快速、高效、無需催化劑，且在室溫下即可固化，表面光滑，成形均勻，并且力學性能優異，最高拉伸強度在8MPa以上，性能優于現有室溫硫化硅橡膠。

技術領域

本發明涉及一種有機硅彈性體材料的制備方法，屬于有機硅高分子材料領域。

背景技術

有機硅彈性體材料是一類由聚硅氧烷為基本結構組成的彈性體材料。由于其優異的性能，使得它在工業領域具有很好的應用前景。傳統制備有機硅彈性體的方法包括過氧化物法、硅氫加成和縮合法等，但是所得彈性體或者會產生小分子、或者會使用催化劑，不利于在生物醫學等領域的應用。近些年點擊反應等高效方法被用于制備有機硅彈性體，但是所用交聯劑合成路線復雜且時間長。探索一種簡單、高效、無催化劑的方法制備有機硅彈性體材料具有重要意義。

多酚類化合物是一類含有一個以上酚羥基結構的化合物，種類繁多，主要來源于植物，如水果、蔬菜、谷物、茶等。多酚類化合物具有很好的抗氧化性、抗炎和抗病毒活性等，幾乎所有植物都會產生一定量的多酚用于防護紫外線輻射、保護自身及作為花色素等。因此，多酚類化合物符合“綠色化學”概念，是一類環保、無污染、成本低廉的化合物。利用多酚類化合物中含有的大量酚羥基，近年來被廣泛用于制備高強度水凝膠或者功能性膜，但是所得凝膠或膜材料的力學性能普遍較低，與實際用途依然有差距。

本發明的發明人前期專利文件CN112175210A公開了一種基于多酚化合物交聯的有機硅彈性體的制備方法，利用多酚化合物作為交聯劑，通過氫鍵或共價鍵制備了有機硅彈性體。但是，由于酚羥基的低反應活性，所得彈性體力學性能較差，即使在添加補強填料后最高拉伸強度僅在2MPa左右。因此，亟需尋找一種基于多酚為交聯劑、反應條件溫和制備高性能有機硅彈性體的方法。為此，提出本發明。

發明內容

針對現有技術不足，尤其是現有多酚化合物交聯的有機硅彈性體力學性能較差的不足，本發明提供一種基于改性多酚交聯的高強度有機硅彈性體的制備方法。本發明以氨基聚硅氧烷為基礎聚合物，丙烯酰基改性多酚為交聯劑，在室溫下交聯制備有機硅彈性體。通過改變氨基聚硅氧烷和改性多酚的配比調控彈性體的力學性能。本發明所得彈性體透明、成形均勻、力學性能優異。與傳統方法相比，本發明的交聯過程無需催化劑，在室溫條件下即可實現固化，成形速度快，且具有優異的力學性能。

本發明的技術方案如下：

一種基于改性多酚交聯的高強度有機硅彈性體的制備方法，包括步驟如下：

將多酚與含有丙烯酰基的化合物在有機溶劑中進行醇解反應，然后通過后處理得到丙烯酰基改性多酚；

以氨基聚硅氧烷為基礎聚合物，丙烯酰基改性多酚為交聯劑，混合后室溫固化交聯，即得基于改性多酚交聯的高強度有機硅彈性體。

根據本發明，優選的，所述含丙烯酰基的化合物結構式如式(Ⅰ)所示結構：

其中，式(Ⅰ)中R為C₁～C₁₀的線型、支鏈型或含有雜原子的飽和烴基。

根據本發明，優選的，將多酚溶于有機溶劑中，通過添加丙烯酰基進行改性。

根據本發明優選的，多酚改性所述的有機溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜或乙腈，最優選為N,N-二甲基甲酰胺。

根據本發明，優選的，多酚中的酚羥基與丙烯酰基化合物中的雙鍵摩爾比為2～25:1～10。

根據本發明，優選的，醇解反應溫度為室溫(20℃-30℃)，醇解反應時間20h-30h。