一种主链含共轭结构的耐高温聚硅氧烷及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种主链含共轭结构的耐高温聚硅氧烷及其制备方法，其结构式如下：

High temperature resistant polysiloxane containing conjugate structure of main chain and preparation method thereof

The invention discloses a high temperature resistant polysiloxane with conjugated structure of main chain and a preparation method thereof:

【技术实现步骤摘要】
一种主链含共轭结构的耐高温聚硅氧烷及其制备方法
本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种主链含共轭结构的耐高温聚硅氧烷及其制备方法。
技术介绍
随着现代化机械设备的快速发展，硅橡胶因其具有良好的弹性，电绝缘性，导热性和耐高低温等特点从而在很多场合中都得到了广泛的应用。目前，在某些特殊场合中硅橡胶需要具有耐高温的特性，而硅橡胶普遍的适用温度在200-300℃之间，因此对硅橡胶的耐热提出了更高的要求。聚硼硅氧烷具有良好的物理化学性能。由聚硼硅氧烷制备的硅橡胶其耐热性能由于硼氧键的引入而大幅度提高。在聚硼硅氧烷的基础上进一步引进不饱和官能团，从而进一步提高其耐热性能，进而扩大其使用范围。从而可以应用于建筑、汽车、飞机材料和特种材料等多个行业。现有技术中，如专利申请公布号为CN102276990A的中国专利公开了一种耐热耐酸硅橡胶的制备方法，首先，按如下组分的配比配料，以重量份比计，甲基乙烯基硅橡胶∶白炭黑∶羟基硅油∶含氟弹性体∶耐热添加剂＝(40-70)份∶(15-40)份∶(1-15)份∶(0.5-20)份∶(0.1-10)份；然后向配有不锈钢搅拌浆、电机和加热系统的反应器中加入上述配料，将配料常温下混合均匀，再升温密炼1-3小时，最后抽空0.5-1.5小时，出料再过滤即可，出料温度控制在150℃以上，但是专利技术的方法制备的硅橡胶耐热温度达到280℃，不能满足特殊条件下对硅橡胶耐热要求。专利申请公布号为CN104046039A的中国专利公开了一种耐热硅橡胶的制备方法，耐热硅橡胶由以下质量份数的各组分组成：甲基乙烯基硅橡胶生胶100份、聚金属有机硅氧烷80-85份、烷氧基封端聚硅氧烷22-28份、气相白炭黑18-22份、甲基硅油8-12份、石英粉6-8份、硼酸2-3份、硅酸钡1-2份；其中，所述甲基乙烯基硅橡胶生胶包括乙烯基含量0.07％-0.09％甲基乙烯基硅橡胶生胶62±2份、乙烯基含量0.15-0.17％的甲基乙烯基硅橡胶生胶38±2份、且二者的数均分子量在58-60万之间。但是该方法制备的硅橡胶耐热温度达到360-370℃，不能满足特殊条件下对硅橡胶耐热要求。专利申请公布号为CN105669980A的中国专利技术专利公开了一种苯基氟烃基主链含硼的α,ω-端乙烯基硅油及其制备方法。以季铵碱硅醇盐或者季磷碱硅醇盐作为催化剂，γ-三氟丙基甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、1，3-二苯基硼氧四环为原料，四甲基二乙烯基二硅氧烷为封端剂，进行开环聚合，合成苯基氟烃基主链含硼的α,ω-端乙烯基硅油，该方法制备的硅橡胶耐热温度达到465℃，不能满足特殊条件下硅硅橡胶的耐热要求。
技术实现思路
针对传统制备单质硅方法在实际应用中的缺陷，本专利技术提出了一种主链含共轭结构的耐高温聚硅氧烷及其制备方法，所得的主链含共轭结构的聚硅氧烷的耐热达到480℃以上。本专利技术具体公开了一种主链含共轭结构的耐高温聚硅氧烷，其结构式如下：式中，R1为羟基或芳基；R2为亚乙烯基或苯基；(x+z)：y＝2-2.5：1；x+y+z＝500-1200，主链中的硼上的空轨道与羰基、亚乙烯基或苯基之间形成超共轭结构，使结构更加稳定。本专利技术还公开了上述主链含共轭结构的耐高温聚硅氧烷的制备方法，包括以下步骤：步骤(1).将含硼单体，加入溶剂中进行溶解；步骤(2).往含硼单体的溶液中滴加含亚乙烯基或苯基的二元酸、酸酐或酰氯单体，通氮气，在氮气气氛反应；步骤(3).将含硅单体滴加进溶液中反应，调节pH值，去除无机物后，加入封端剂反应，反应结束后，去除溶剂得到产物。优选的是，步骤(1)中称取1-2mol的含硼单体，加入0.3-0.6mol溶剂进行溶解；上述任一方案优选的是，步骤(2)中往含硼单体的溶液中缓慢滴加1mol含亚乙烯基或苯基的二元酸、酸酐或酰氯单体，通氮气，在氮气气氛，在100-140℃反应4-6h；上述任一方案优选的是，步骤(3)中称取2-2.5mol含硅单体，将含硅单体滴加进溶液中，反应2-3h。加入K2CO3调节pH值至6-7，去除无机物。再加入0.01-0.03mol六甲基二硅氧烷作为封端剂，反应4-6h。反应结束后，减压至真空泵表压为-0.05MPa，去除溶剂，得到产物。上述任一方案优选的是，所述步骤(1)中含硼单体为硼酸、硼酸酯、芳基硼酸和芳基硼酸酯中的至少一种。上述任一方案优选的是，所述步骤(1)中溶剂为乙醚、二乙二醇二甲醚、三甘醇二甲醚和丁醚中的至少一种。上述任一方案优选的是，所述步骤(2)中含亚乙烯基或苯基的二元酸、酸酐或酰氯单体为马来酸酐、顺-丁烯二酸、反-丁烯二酸、反-丁烯二酰氯、邻苯二甲酸酐和邻苯二甲酸中的至少一种。上述任一方案优选的是，所述步骤(3)中含硅单体为二甲基二氯硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷中的一种或两种的混合物。上述任一方案优选的是，所述步骤(3)中封端剂为六甲基二硅氧烷。上述任一方案优选的是，步骤(2)之后还包括加入催化剂的步骤。上述任一方案优选的是，步骤(2)之后还包括降温至60-80℃，加入0.1-0.2mol催化剂；上述任一方案优选的是，所述催化剂为硫酸、盐酸中的至少一种。本专利技术的有益效果如下：本专利技术公开了一种主链含共轭结构的耐高温聚硅氧烷及其制备方法，其结构式如下：式中，R1为羟基或芳基；R2为亚乙烯基或苯基；(x+z)：y＝2-2.5：1；x+y+z＝500-1200，主链与羰基、亚乙烯基或苯基之间形成超共轭结构。所得的主链含共轭结构的聚硅氧烷，耐热达到480℃以上，大幅度的提高了橡胶的耐热性和稳定性，可以应用于建筑、汽车、飞机材料和特种材料等多个行业，适用范围更广。具体实施方式下述实施例是对于本
技术实现思路
的进一步说明以作为对本专利技术
技术实现思路
的阐释，但本专利技术的实质内容并不仅限于下述实施例所述，本领域的普通技术人员可以且应当知晓任何基于本专利技术实质精神的简单变化或替换均应属于本专利技术所要求的保护范围。实施例1(1)在烧杯中加入硼酸1.1mol，溶剂二乙二醇二甲醚0.5mol，溶解后加入100mL的四口烧瓶中，再加滴加1mol马来酸酐，通氮气，在氮气气氛下升温至120℃，机械搅拌，转速为450r/min，搅拌反应5h。(2)将反应器降温至60℃，加入0.2mol盐酸，再滴加2mol二甲基二氯硅烷，反应2h。加入K2CO3调节pH值至6.5，去除无机物KCl，再滴加0.02mol六甲基二硅氧烷封端，反应4h。减压至真空泵表压为-0.05MPa，排除低沸物。得到含共轭结构的聚硼硅氧烷。其耐热达到480℃。取100份的产物和5份的过氧化二异丙苯110℃恒温3h，所制备的硅橡胶耐热达到505℃。实施例2(1)在烧杯中加入硼酸1.1mol，溶剂二乙二醇二甲醚0.5mol，溶解后加入100mL的四口烧瓶中，再加滴加1mol富马酰氯，通氮气，在氮气气氛下升温至120℃，机械搅拌，转速为450r/min，搅拌反应5h。(2)将反应器降温至60℃，加入0.1mol硫酸，再滴加2mol二甲基二甲氧基硅烷，反应2h。加入K2CO3调节pH值至6.5，去除无机物KCl，再滴加0.02mol六甲基二硅氧烷封端，反应4h。减压至真空泵表压为-0.05MPa，排除低沸物。得到含共轭结构的聚硼硅氧烷。其耐热达到485℃。取100本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主链含共轭结构的耐高温聚硅氧烷，其特征在于，其结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种主链含共轭结构的耐高温聚硅氧烷，其特征在于，其结构式如下：式中，R1为羟基或芳基；R2为亚乙烯基或苯基；(x+z)：y＝2-2.5：1；x+y+z＝500-1200，主链中的硼上的空轨道与羰基、亚乙烯基或苯基之间形成超共轭结构。2.如权利要求1所述的主链含共轭结构的耐高温聚硅氧烷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1).将含硼单体，加入溶剂中进行溶解；步骤(2).往含硼单体的溶液中滴加含亚乙烯基或苯基的二元酸、酸酐或酰氯单体，通氮气，在氮气气氛反应；步骤(3).将含硅单体滴加进溶液中反应，调节pH值，去除无机物后，加入封端剂反应，反应结束后，去除溶剂得到产物。3.如权利要求2所述主链含共轭结构的耐高温聚硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中含硼单体为硼酸、硼酸酯、芳基硼酸和芳基硼酸酯中的至少一种。4.如权利要求2所述主链含共轭结构的耐高温聚硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周正发，沈宏坤，夏洋洋，徐卫兵，马海红，任凤梅，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34