本发明专利技术属于绿色高分子材料技术领域，具体公开了一种利用太阳光自修复及回收利用的硅酮胶聚合物，所述硅酮胶聚合物由如下按重量份数计原料制成：羟基聚硅氧烷80~120份；含双硫键或四硫键硅烷偶联剂5~15份；含双硫键或四硫键的硅树脂1~20份；表面改性纳米二氧化硅1~10份；有机锡催化剂1~5份；本发明专利技术提供的硅酮胶聚合物断裂损伤时，利用硅酮胶中所含双硫键的光可逆反应特性，在太阳光照射下即可实现多次修复，且修复时间短，修复效率高，修复之后材料不变形。将硅酮胶聚合物的废弃物被磨碎成粉末后，可在太阳光照射下进行模压回收利用。本发明专利技术所提供的硅酮胶聚合物合成简单，原料易得，有利于延长硅酮胶的使用寿命，节约硅橡胶资源，具有良好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于绿色高分子材料
，更具体地，涉及一种利用太阳光自修复及回收利用的硅酮胶聚合物及其制备方法和应用。
技术介绍
硅酮胶是一种类似软膏，一旦接触空气中的水分就会固化成一种坚韧的硅橡胶类固体材料。硅酮胶固化物具有粘结性能好，力学强度大，以及良好的抗振性、防潮性、耐高低温、耐候性等优点。此外，硅酮胶适用性广，能实现大多数建材产品之间的粘合，特别是玻璃和铝合金之间的粘结，因此广泛应用于粘结玻璃、陶瓷等方面，是一种应用十分广泛的建筑用胶粘剂。然而，聚合物材料在加工和使用过程中，不可避免地会在其内部产生微裂纹和局部损伤，这些微观缺陷易在材料内部形成应力集中，使材料在较小作用力下就开始出现裂纹扩展，从而造成材料整体的宏观断裂。用于粘结玻璃的硅酮胶也会随着时间的推移老化、疲劳损伤，产生微裂纹，甚至失效。近年来，由于玻璃胶的失效而引发玻璃坠落伤人的事故频繁发生，对玻璃胶或硅酮胶的使用寿命和使用安全性提出了更高要求。受生物体损伤自愈合的启发，设计合成具有类似生物体自修复功能的聚合物和聚合物复合材料成为新材料研究的一个热点。这类智能自修复聚合物或聚合物复合材料能自动或者在外界条件（比如光、磁、热等）刺激下愈合材料内外部的微裂纹损伤，提高材料的长期使用稳定性和可靠性，延长材料的使用寿命，减少意外事故的发生。聚合物基自修复材料一般依据修复物质与能量供给的方式分为外援型自修复和本征型自修复两大类。相比外援型自修复体系，本征型自修复依靠自身化学键（可逆共价键/非共价键），在外界刺激下，进行物理或化学可逆反应，实现材料微裂纹的反复修复。光自修复方式的能源供给是紫外光、可见光或太阳光等，属于自动修复的范畴，且修复过程方便快捷，具有重要的理论和实际应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的在于根据现有技术中的不足，提供了一种利用太阳光自修复及回收利用的硅酮胶聚合物。本专利技术的另一目的在于提供上述聚合物的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述聚合物在制备自修复及可回收材料中的应用。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：本专利技术提供了一种利用太阳光自修复及回收的硅酮胶聚合物，所述硅酮胶聚合物包括如下按重量份数计的原料制成：羟基聚硅氧烷80~120份含双硫键或四硫键硅烷偶联剂5~15份含双硫键或四硫键的硅树脂1~20份表面改性纳米二氧化硅1~10份有机锡催化剂1~5份；所述表面改性纳米二氧化硅为纳米二氧化硅经过含双硫键或四硫键硅烷偶联剂进行表面接枝改性后得到；所述含二硫键或四硫键的硅树脂由含双硫键或四硫键硅烷偶联剂经过水解-缩聚反应后得到。本专利技术所涉及的自修复及可回收工作原理是：在太阳光照下，当所述硅酮胶聚合物的断裂面重新对接后，断裂面上的二硫键发生交换反应，以及分子链发生相互扩散，使得断面之间能有效地进行共价键合作用，从而使受损的材料得以修复；基于同样原理，硅胶胶粉颗粒之间也能在太阳光照下有效地进行二硫键交换反应，从而使得颗粒之间也能发生共价链接作用，连接颗粒成为整体材料。硅酮胶的自修复和回收有利于延长它的使用寿命、节约硅橡胶资源、缓解环境污染、减少意外事故的发生。优选地，所述羟基聚硅氧烷为α,ω-二羟基聚硅氧烷，粘度为100~100000cst。优选地，所述含双硫键或四硫键硅烷偶联剂包括双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、双-3-(三乙氧基硅烷丙基)-二硫化物中的一种或两种。优选地，所述含二硫键或四硫键的硅树脂的制备方法为：将六甲基二硅氧烷70~90重量份，硅烷偶联剂60~90重量份，正硅酸乙酯25~55重量份，水70~100重量份，调节pH值为3~6，在70℃下水解-缩聚3h，分液、水洗、蒸馏后即得含二硫键或四硫键硅树脂。优选地，所述表面改性纳米二氧化硅的接枝率为5~15%。更优选地，所述表面改性纳米二氧化硅的制备方法为：将纳米二氧化硅80~120重量份，硅烷偶联剂8~20重量份，乙醇450~550重量份，在70℃下反应5h，分离、干燥后即得。优选地，所述有机锡催化剂包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的一种或几种。本专利技术同时提供所述硅酮胶聚合物的制备方法，包括将羟基聚硅氧烷80~100份、含双硫键或四硫键硅烷偶联剂5~15份、硅树脂1~20份、表面改性纳米二氧化硅1~10份、有机锡催化剂1~5份混合，脱气，密封保存，得到硅酮胶预聚物；将硅酮胶预聚物涂覆于粘结面，在室温下固化3~12h，再在室温下放置3~8天后，即得所述硅酮胶聚合物。本专利技术另外提供所述的硅酮胶聚合物在制备自修复材料中的应用。进一步地，所述自修复材料的自修复方法为在空气氛围中，在硅酮胶聚合物断裂后，将两断面接触，在60~120mW/cm2光强的太阳光照射下修复24~48h。本专利技术还提供所述的硅酮胶聚合物在制备可回收材料中的应用。进一步地，所述可回收材料的回收方法为将硅酮胶聚合物进行粗碎、冷冻细碎、过筛后，在3~5MPa下室温模压30~60min，再在60~120mW/cm2光强的太阳光光照下处理24~48小时。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：本专利技术提供的利用太阳光自修复及回收利用的硅酮胶聚合物在受到破坏损伤时，在太阳光照射下可实现多次修复，且修复时间短，修复效率高，修复之后材料不变形。所述硅酮胶聚合物磨碎成粉末后，可在太阳光照射下回收利用；本专利技术所提供的硅酮胶聚合物合成简单，原料易得，有利于延长硅酮胶的使用寿命，节约硅橡胶资源，具有良好的应用前景。附图说明图1是本专利技术实施例中提供的利用太阳光自修复及回收利用的硅酮胶聚合物的修复机理示意图。具体实施方式以下结合具体实施例和附图来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。除非特别说明，本专利技术所用试剂和材料均为市购。自修复性能测试如下：采用拉伸测试对本专利技术所提供的利用太阳光自修复及回收硅酮胶的自修复性能进行定量表征：采用万能试验机对样品进行拉伸测试，获得样品的初始拉伸强度，拉伸速率为50mm/min，样品拉断或切断之后再将两断面对接，在太阳光下照射一定时间，再次拉伸修复之后的样品，得到拉伸断裂应力。修复效率（η）定义为试样修复后的拉伸强度（σHealed）与试样的初始拉伸强度（σVrgin）之比，即：η=σHealed/σVirgin式中σHealed—试样修复后的拉伸强度；σVirgin—试样的初始拉伸强度。拉伸强度σ按下式计算：σ=F/A；式中：F—试样拉伸断裂最大力；A—拉伸试样截面积。回收性能测试如下：采用拉伸测试对本专利技术所提供的利用太阳光自修复及回收利用硅酮胶的回收性能进行定量表征：采用万能试验机对样品进行拉伸测试，获得样品的初始拉伸强度，拉伸速率为50mm/min，样品剪碎后，利用粉碎机在液氮冷冻作用下，粉碎成不同粒径的胶粉，过筛，模压成型后，太阳光照射一定时间，再次拉伸回收之后的样品，得到拉伸断裂应力。硅酮胶聚合物再生效率（γ）定义为回收后试样的拉伸强度（σRecycled）与回收前试样的初始拉伸强度（σVirgin）之比，即：γ=σRecycled/σVirgin式中，σRecycled—回收后试样的拉伸强度；σVirgin—回收前试样的初始本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用太阳光自修复及回收利用的硅酮胶聚合物，其特征在于，所述硅酮胶聚合物包括如下按重量份数计的原料制成：羟基聚硅氧烷 80~120份含双硫键或四硫键硅烷偶联剂 5~15份含双硫键或四硫键的硅树脂 1~20份表面改性纳米二氧化硅 1~10份有机锡催化剂 1~5份；所述表面改性纳米二氧化硅为纳米二氧化硅经过含双硫键或四硫键硅烷偶联剂进行表面接枝改性后得到；所述含二硫键或四硫键的硅树脂由含双硫键或四硫键硅烷偶联剂经过水解‑缩聚反应后得到。
【技术特征摘要】
1.一种利用太阳光自修复及回收利用的硅酮胶聚合物，其特征在于，所述硅酮胶聚合物包括如下按重量份数计的原料制成：羟基聚硅氧烷80~120份含双硫键或四硫键硅烷偶联剂5~15份含双硫键或四硫键的硅树脂1~20份表面改性纳米二氧化硅1~10份有机锡催化剂1~5份；所述表面改性纳米二氧化硅为纳米二氧化硅经过含双硫键或四硫键硅烷偶联剂进行表面接枝改性后得到；所述含二硫键或四硫键的硅树脂由含双硫键或四硫键硅烷偶联剂经过水解-缩聚反应后得到。2.根据权利要求1所述的利用太阳光自修复及回收利用的硅酮胶聚合物，其特征在于，所述羟基聚硅氧烷为α,ω-二羟基聚硅氧烷，粘度为100~100000cst。3.根据权利要求1所述的利用太阳光自修复及回收利用的硅酮胶聚合物，其特征在于，所述含双硫键或四硫键硅烷偶联剂包括双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物、双-3-(三乙氧基硅烷丙基)-二硫化物中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的利用太阳光自修复及回收利用的硅酮胶聚合物，其特征在于，所述含二硫键或四硫键的硅树脂的制备方法为：将六甲基二硅氧烷70~90重量份，硅烷偶联剂60~90重量份，正硅酸乙酯25~55重量份，水70~100重量份，调节pH值为3~6，在70℃下水解-缩聚3h，分液、水洗、蒸馏后即得含二硫键或四...
【专利技术属性】
技术研发人员：向洪平，容敏智，章明秋，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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