一种DOPO衍生物改性有机硅阻尼添加剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种DOPO衍生物改性有机硅阻尼添加剂及其制备方法与应用。该阻尼添加剂的结构式如式Ⅰ所示；式Ⅰ中，R

【技术实现步骤摘要】
一种DOPO衍生物改性有机硅阻尼添加剂及其制备方法与应用
本专利技术属于有机硅阻尼材料领域，具体涉及一种DOPO衍生物改性有机硅阻尼添加剂及其制备方法与应用。
技术介绍
阻尼橡胶材料是利用橡胶本身固有的黏弹特性，将振动机械能转化成热能而耗散掉的一类功能材料，是航空用阻尼材料新发展起来的一个重要领域。硅橡胶由于在高低温环境中，力学性能较稳定，模量变化率较小，成为航空阻尼橡胶材料的首选；但硅橡胶的损耗因子(tanδ)一般比较小，且有效阻尼温域窄，难以起到较好的减振作用，因此需要对硅橡胶进行改性来提高其阻尼性能。目前，提高硅橡胶阻尼性能的方法有很多，一般通过共聚改性、聚合物共混改性、互穿网络结构改性以及添加阻尼剂等方式，实现硅橡胶阻尼性能的提升。共聚改性的方法可以拓宽硅橡胶的阻尼温域，提高硅橡胶的阻尼性能，但该方法难度较大，目前只是处在实验室研究阶段，还没有应用在航空领域的产品。共混改性的方法相对比较简单，但两种或几种材料共混后，相容性的差异易造成阻尼硅橡胶材料在动环境中的开裂分层，对减振降噪动部件的使用寿命极为不利，因此，共混结构改性提高硅橡胶的阻尼性能，在航空工业中也应用很少。互穿网络结构改性的方法通过将硅氧烷和其他聚合物界面互穿，强迫互容，使两相界面相互作用，形成物理互锁，可得到阻尼较高的硅橡胶材料。但该类阻尼材料在大应变动态条件下，也能发生相界面脱离，且实现相界面互穿工艺难度较大，一般在航空领域应用较少。相对于上述三种方法，添加阻尼添加剂来提高硅橡胶的阻尼性能是目前最简单有效的方法。添加无机阻尼添加剂可有效地提高硅橡胶的阻尼性能，但该添加剂与硅橡胶的相容性差，添加量受限，物理机械性能损失较大，不利于航空硅橡胶减振制品的长期使用。添加带有大空间位阻基团和极性基团的改性有机硅阻尼添加剂，可增大硅橡胶组分间的内摩擦，增加内耗，显著提高硅橡胶的阻尼性能。但目前合成的大空间位阻的有机硅阻尼剂，分子量较小，存在易于析出的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种DOPO衍生物改性有机硅阻尼添加剂及其制备方法与应用，该DOPO衍生物改性有机硅阻尼添加剂易于添加、不易迁移。本专利技术提供的式Ⅰ所示聚合物，式Ⅰ中，R1、R2、R3、R4、R6、R7和R8各自独立地选自C2～C5的烯基、芳基、卤代芳基、氨基、C1～C5的烷基、C1～C5的氰烷基、C1～C5的卤代烷基和C1～C5的氨烷基；R5、R9和R10各自独立地选自C0～C5的亚烷基；R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自独立地选自氢原子、芳基、卤代芳基、硝基、C1～C5的氰烷基、C1～C5的卤代烷基、羟基、卤素和C1～C5的烷基；m为0～200之内的任意整数，n为0～200之内的任意整数，q为0～200之内的任意整数，且不同时为0。需要说明的是，当R5、R9、R10为C0的亚烷基时，实际上R5、R9、R10不存在，式Ⅰ结构中的硅原子与磷原子通过两个碳的亚乙基相连接。上述的式Ⅰ所示聚合物中，优选地，R1、R2、R3、R4、R6、R7和R8各自独立地选自乙烯基、苯基、苄基、甲基苯基、三氟甲基苯基、氨基、甲基、乙基、三氟丙基和氰丙基。上述的式Ⅰ所示聚合物中，优选地，R5、R9和R10各自独立地选自C0～C3的亚烷基。上述的式Ⅰ所示聚合物中，优选地，R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自独立地选自氢原子、苯基、溴代苯基、硝基、氰乙基、氰丙基、三氟丙基、羟基、溴原子、氯原子、甲基、乙基和丙基。上述的式Ⅰ所示聚合物中，优选地，m为0～100之内的任意整数，n为0～100之内的任意整数，q为0～100之内的任意整数，且不同时为0。在本专利技术的实施例中，式Ⅰ所示聚合物具体可为下述式Ⅰ-A、式Ⅰ-B、式Ⅰ-C、式Ⅰ-D、式Ⅰ-E和式Ⅰ-F中的任一种：式Ⅰ-A至式Ⅰ-F中，m为0～100之内的任意整数，n为0～100之内的任意整数，q为0～100之内的任意整数，且不同时为0。式Ⅰ-A中，m具体可为1，n具体可为为40，q具体可为3。式Ⅰ-B中，m具体可为20，n具体可为2，q具体可为4。式Ⅰ-C中，m具体可为20，n具体可为2，q具体可为5。式Ⅰ-E中，m具体可为24，n具体可为3，q具体可为10。式Ⅰ-F中，m具体可为12，n具体可为2，q具体可为2。本专利技术进一步提供了上述任一项所述的式Ⅰ所示聚合物的制备方法，包括如下步骤：式Ⅱ所示聚合物与式Ⅲ所示化合物在自由基引发剂的作用下经磷氢加成反应，得到式Ⅰ所示聚合物；式Ⅱ中，R1、R2、R3、R4、R6、R7和R8各自独立地选自C2～C5的烯基、芳基、卤代芳基、氨基、C1～C5的烷基、C1～C5的氰烷基、C1～C5的卤代烷基和C1～C5的氨烷基；R5、R9和R10各自独立地选自C0～C5的亚烷基；m为0～200之内的任意整数，n为0～200之内的任意整数，q为0～200之内的任意整数，且不同时为0；式Ⅲ中，R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自独立地选自氢原子、芳基、卤代芳基、硝基、C1～C5的氰烷基、C1～C5的卤代烷基、羟基、卤素和C1～C5的烷基。需要说明的是，式Ⅱ中，当R5、R9、R10为C0的亚烷基时，实际上R5、R9、R10不存在，式Ⅱ结构中的硅原子与磷原子通过两个碳的亚乙基相连接。上述的制备方法中，优选地，式Ⅱ中，R1、R2、R3、R4、R6、R7和R8各自独立地选自乙烯基、苯基、苄基、甲基苯基、三氟甲基苯基、氨基、甲基、乙基、三氟丙基和氰丙基。上述的制备方法中，优选地，式Ⅱ中，R5、R9和R10各自独立地选自C0～C3的亚烷基。上述的制备方法中，优选地，式Ⅲ中，R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自独立地选自氢原子、苯基、溴代苯基、硝基、氰乙基、氰丙基、三氟丙基、羟基、溴原子、氯原子、甲基、乙基和丙基。上述的制备方法中，式Ⅱ所示聚合物与式Ⅲ所示化合物的摩尔比可为1：(1～15)，具体可为1：(4～12)、1：5、1：6、1：7、1：12或1：4。上述的制备方法中，所述反应在有机溶剂中进行；所述有机溶剂可为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、环己酮、N,N-二甲基甲酰胺、二氧六环、乙酸乙酯、氯仿、四氢呋喃、甲苯、邻二甲苯、对二甲苯和间二甲苯中的一种或几种。所述有机溶剂的质量可为式Ⅱ所示聚合物和式Ⅲ所示化合物的总质量的0.1～5倍，具体可为0.7～1.5倍、1.5倍、1.1倍、1.3倍、0.7倍或1.2倍。上述的制备方法中，所述自由基引发剂可为过氧化物类引发剂、偶氮类引发剂和有机金属化合物类引发剂中的一种或几种；所述过氧化物类引发剂可为有机过氧类引发剂或无机过氧类引发剂；所述有机过氧类引发剂可为叔丁基过氧化氢、过氧化氢二叔丁基、过氧化环己酮、过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯和2,5-二甲基-2,5-二叔丁基过氧化己烷中的任一种；所述无机过氧类引发剂可为过氧化氢、过硫酸钠、过硫酸钾和过硫酸铵中任一种；所述偶氮类引发剂可为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈；所述有机金属化合物类引发剂可为三乙基硼。上述的制备方法中，所述的自由基引发剂的质量可为式Ⅱ所示聚合物和式Ⅲ所示化合物的总质量的0.01％～5％，具体可为0.54％～1.39％、0本文档来自技高网...

【技术保护点】
式Ⅰ所示聚合物，

【技术特征摘要】
1.式Ⅰ所示聚合物，式Ⅰ中，R1、R2、R3、R4、R6、R7和R8各自独立地选自C2～C5的烯基、芳基、卤代芳基、氨基、C1～C5的烷基、C1～C5的氰烷基、C1～C5的卤代烷基和C1～C5的氨烷基；R5、R9和R10各自独立地选自C0～C5的亚烷基；R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自独立地选自氢原子、芳基、卤代芳基、硝基、C1～C5的氰烷基、C1～C5的卤代烷基、羟基、卤素和C1～C5的烷基；m为0～200之内的任意整数，n为0～200之内的任意整数，q为0～200之内的任意整数，且不同时为0。2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于：R1、R2、R3、R4、R6、R7和R8各自独立地选自乙烯基、苯基、苄基、甲基苯基、三氟甲基苯基、氨基、甲基、乙基、三氟丙基和氰丙基；和/或，R5、R9和R10各自独立地选自C0～C3的亚烷基；和/或，R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自独立地选自氢原子、苯基、溴代苯基、硝基、氰乙基、氰丙基、三氟丙基、羟基、溴原子、氯原子、甲基、乙基和丙基；和/或，m为0～100之内的任意整数，n为0～100之内的任意整数，q为0～100之内的任意整数。3.根据权利要求1或2所述的聚合物，其特征在于：式Ⅰ所示聚合物为下述式Ⅰ-A、式Ⅰ-B、式Ⅰ-C、式Ⅰ-D、式Ⅰ-E和式Ⅰ-F中的任一种：式Ⅰ-A至式Ⅰ-F中，m为0～200之内的任意整数，n为0～200之内的任意整数，q为0～200之内的任意整数，且不同时为0。4.权利要求1-3中任一项所述的式Ⅰ所示聚合物的制备方法，包括如下步骤：式Ⅱ所示聚合物与式Ⅲ所示化合物在自由基引发剂的作用下经磷氢加成反应，得到式Ⅰ所示聚合物；式Ⅱ中，R1、R2、R3、R4、R6、R7和R8各自独立地选自C2～C5的烯基、芳基、卤代芳基、氨基、C1～C5的烷基、C1～C5的氰烷基、C1～C5的卤代烷基和C1～C5的氨烷基；R5、R9和R10各自独立地选自C0～C5的亚烷基；m为0～200之内的任意整数，n为0～200之内的任意整数，q为0～200之内的任意整数，且不同时为0；式Ⅲ中，R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17和R18各自独立地选自氢原子、芳基、卤代芳基、硝基、C1～C5的氰烷基、C1～C5的卤代烷基、羟基、卤素和C1～C5的烷基。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：式Ⅱ中，R1、R2、R3、R4、R6、R7和R8各自独立地选自乙烯基、苯基、苄基、甲基苯基、三...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志杰，刘伯峥，高希银，赵云峰，戴丽娜，谢择民，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11