一种线型端硅烷基嵌段聚醚及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种线型端硅烷基嵌段聚醚及其制备方法和应用，该线型端硅烷基嵌段聚醚的主链中含有聚四氢呋喃嵌段和聚乙二醇嵌段或聚丙二醇嵌段。其制备方法如下：1)将端羟基聚四氢呋喃、端羟基聚乙二醇或端羟基聚丙二醇、催化剂I混合，升温至60～140℃，加入扩链剂，反应2～8h，得到端羟基嵌段聚醚；2)将端羟基嵌段聚醚和催化剂II混合，再加入有机硅氧烷封端剂，70～100℃下反应1～6h。本发明专利技术的线型端硅烷基嵌段聚醚可以室温湿气固化，制备方法简单，将其作为基础胶料制备的密封剂/胶黏剂具有强度高、耐水解性好、安全环保、弹性好等优点，应用前景广阔。

Linear end silane block polyether and preparation method and application thereof

The present invention discloses a linear terminated silane based block polyether and its preparation method and application. The main chain of the line end silane based block polyether contains polytetrahydrofuran block, polyethylene glycol block or polypropylene glycol block. The preparation methods are as follows: 1) the hydroxyl terminated polytetrahydrofuran, hydroxy terminated polyethylene glycol or hydroxy polypropanediol, catalyst I are mixed, heating up to 60~140 C, adding chain extender, reaction 2 ~ 8h, and getting hydroxyl terminated polyether; 2) mixing polyether polyether and catalyst II, then adding organosiloxane sealing terminator, 70 ~ The reaction was 1 ~ 6h at 100 C. The line end silane based block polyether can be cured at room temperature, and the preparation method is simple. The sealant / adhesive prepared as the base rubber has the advantages of high strength, good hydrolysis resistance, safe and environmental protection, good elasticity and so on, and has a broad application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种线型端硅烷基嵌段聚醚及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种线型端硅烷基嵌段聚醚及其制备方法和应用。
技术介绍
硅改性聚醚是一类以高分子量聚醚为主链、有机硅氧烷封端的聚合物，融合了聚氨酯类和聚硅氧烷类聚合物的优点，其可以湿气固化，由其制备的弹性密封剂/胶黏剂具有环境友好、低玷污性、涂饰性能好、耐候和耐久性好、粘接性能优异、施胶操作方便等优点。目前，商业化的硅改性聚醚主要有日本钟化(KANEKA)的MS聚合物(MS)、德国瓦克(Wacker)的STP系列聚合物，均是以高分子量的聚丙二醇为主链，以二或三甲/乙氧基硅烷为封端基团。以上述两种硅改性聚醚为基胶制备的弹性密封剂/胶黏剂表现出良好的综合性能，但其机械性能较聚氨酯类弹性密封剂/胶黏剂差，主要是因为上述两种硅改性聚醚具有聚丙二醇主链结构，分子间作用力较小。若能够将上述两种硅改性聚醚中的聚丙二醇主链换成聚四氢呋喃主链，则可以利用聚四氢呋喃链段较规整的结构增强分子间作用力，从而有效提升由其制备的弹性密封剂/胶黏剂的力学强度。然而，常规的聚四氢呋喃(数均分子量介于1000～4000道尔顿)在常温下为白色蜡状或结晶固体，并不适合直接用于密封剂/胶黏剂的制备，且其价格相对较高。因此，有必要设计开发一种分子主链同时含有聚四氢呋喃和聚丙二醇或聚乙二醇的端硅烷嵌段聚醚。其中，聚四氢呋喃链段有利于提升弹性密封剂/胶黏剂的力学和耐水解性能，而聚丙二醇或聚乙二醇链段则可以有效破坏聚四氢呋喃的结晶性，使基础聚合物呈液态状态，便于加工制备弹性密封剂/胶黏剂，同时也有利于降低聚醚原材料的使用成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种线型端硅烷基嵌段聚醚及其制备方法和应用。本专利技术所采取的技术方案是：一种线型端硅烷基嵌段聚醚，其主链中含有聚四氢呋喃嵌段和聚乙二醇嵌段或聚丙二醇嵌段。所述的线型端硅烷基嵌段聚醚的结构通式为式(1)～(3)中的一种：式(1)：式(2)：式(3)：其中，A和B分别独立地选自聚四氢呋喃嵌段、聚乙二醇嵌段、聚丙二醇嵌段中的一种，A和B不同，且A和B中有一个为聚四氢呋喃嵌段；R1为以下结构中的一种：R2为-CH2CH2CH2NHCO-或-CH2NHCO-；R3为甲基、甲氧基、乙氧基中的一种；R4为甲基或乙基；n为1～15的整数。所述的聚四氢呋喃嵌段的数均分子量为600～4000道尔顿。所述的聚乙二醇嵌段的数均分子量为1000～20000道尔顿。所述的聚丙二醇嵌段的数均分子量为1000～20000道尔顿。所述的线型端硅烷基嵌段聚醚的数均分子量为6000～40000道尔顿。上述线型端硅烷基嵌段聚醚的制备方法包括以下步骤：1)将端羟基聚四氢呋喃、端羟基聚乙二醇或端羟基聚丙二醇、催化剂I混合，升温至60～140℃，加入扩链剂，反应2～8h，得到端羟基嵌段聚醚；2)将端羟基嵌段聚醚和催化剂II混合，再加入有机硅氧烷封端剂，70～100℃下反应1～6h，得到线型端硅烷基嵌段聚醚。步骤1)所述的催化剂I为叔胺类缚酸剂，步骤1)所述的扩链剂为二酰氯，步骤1)所述的催化剂I、扩链剂的摩尔比为(2～4)：1。步骤1)所述的催化剂I为有机锡催化剂、有机铋催化剂中的至少一种，步骤1)所述的扩链剂为二异氰酸酯，步骤1)所述的催化剂I的添加量为端羟基聚四氢呋喃和端羟基聚乙二醇或端羟基聚丙二醇总质量的0.1％～0.5％。步骤1)所述的催化剂I为碱金属的甲醇盐或氢氧化物中的至少一种，步骤1)所述的扩链剂为二卤代烷烃，步骤1)所述的催化剂I的添加量为端羟基聚四氢呋喃和端羟基聚乙二醇或端羟基聚丙二醇中端羟基总摩尔数的1～2倍。步骤2)所述的催化剂II为有机锡催化剂、有机铋催化剂中的至少一种，添加量为端羟基聚四氢呋喃和端羟基聚乙二醇或端羟基聚丙二醇总质量的0.02％～0.10％。步骤2)所述的有机硅氧烷封端剂为3-异氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、3-异氰酸酯基丙基甲基二乙氧基硅烷、1-二甲氧基(甲基)硅甲基异氰酸酯、3-异氰酸酯基丙基甲基二甲氧基硅烷、1-三甲氧基硅甲基异氰酸酯中的至少一种。本专利技术的有益效果是：本专利技术的线型端硅烷基嵌段聚醚可以室温湿气固化，制备方法简单，将其作为基础胶料制备的密封剂/胶黏剂具有强度高、耐水解性好、安全环保、弹性好等优点，应用前景广阔。1)本专利技术的线型端硅烷基嵌段聚醚的合成方法步骤少，操作简单，产率高，有利于其推广应用，拓宽了嵌段聚醚的应用；2)本专利技术的线型端硅烷基嵌段聚醚中的A和B嵌段的结构和分子量可调，从而有利于通过调控主链结构来调节线型端硅烷基嵌段聚醚的性能；3)本专利技术通过有机硅烷的封端赋予嵌段聚醚湿气固化特性，可以满足其在环保型高性能密封胶/胶黏剂领域的应用。附图说明图1为实施例3的线型端硅烷基嵌端聚醚Ⅲ-2的傅里叶红外光谱(FTIR)图。图2为实施例3的线型端硅烷基嵌端聚醚Ⅲ-2的核磁共振氢谱(1HNMR)图。具体实施方式一种线型端硅烷基嵌段聚醚，其主链中含有聚四氢呋喃嵌段和聚乙二醇嵌段或聚丙二醇嵌段。优选的，所述的线型端硅烷基嵌段聚醚的结构通式为式(1)～(3)中的一种：式(1)：式(2)：式(3)：其中，A和B分别独立地选自聚四氢呋喃嵌段、聚乙二醇嵌段、聚丙二醇嵌段中的一种，A和B不同，且A和B中有一个为聚四氢呋喃嵌段；R1为以下结构中的一种：R2为-CH2CH2CH2NHCO-或-CH2NHCO-；R3为甲基、甲氧基、乙氧基中的一种；R4为甲基或乙基；n为1～15的整数。优选的，n为1～10的整数。优选的，所述的聚四氢呋喃嵌段的数均分子量为600～4000道尔顿。进一步优选的，所述的聚四氢呋喃嵌段的数均分子量为1000～3000道尔顿。优选的，所述的聚乙二醇嵌段的数均分子量为1000～20000道尔顿。进一步优选的，所述的聚乙二醇嵌段的数均分子量为2000～12000道尔顿。优选的，所述的聚丙二醇嵌段的数均分子量为1000～20000道尔顿。进一步优选的，所述的聚丙二醇嵌段的数均分子量为2000～12000道尔顿。优选的，所述的线型端硅烷基嵌段聚醚的数均分子量为6000～40000道尔顿。进一步优选的，所述的线型端硅烷基嵌段聚醚的数均分子量为8000～25000道尔顿。上述线型端硅烷基嵌段聚醚的制备方法包括以下步骤：1)将端羟基聚四氢呋喃、端羟基聚乙二醇或端羟基聚丙二醇、催化剂I混合，升温至60～140℃，加入扩链剂，反应2～8h，得到端羟基嵌段聚醚；2)将端羟基嵌段聚醚和催化剂II混合，再加入有机硅氧烷封端剂，70～100℃下反应1～6h，得到线型端硅烷基嵌段聚醚。优选的，步骤1)所述的催化剂I为叔胺类缚酸剂，步骤1)所述的扩链剂为二酰氯，步骤1)所述的催化剂I、扩链剂的摩尔比为(2～4)：1。优选的，所述的叔胺类缚酸剂为三乙胺、N,N-二异丙基乙胺、吡啶、4-二甲氨基吡啶中的至少一种；所述的二酰氯为C3～C10的烷基二酰氯、对苯二甲酰氯、间苯二甲酰氯、1,4-环己二酰氯中的至少一种。进一步优选的，所述的叔胺类缚酸剂为三乙胺、吡啶中的至少一种。优选的，步骤1)所述的催化剂I为有机锡催化剂、有机铋催化剂中的至少一种，步骤1)所述的扩链剂为二异氰酸酯，步骤1)所述的催化剂I的添加量为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线型端硅烷基嵌段聚醚，其特征在于：其主链中含有聚四氢呋喃嵌段和聚乙二醇嵌段或聚丙二醇嵌段。

【技术特征摘要】
1.一种线型端硅烷基嵌段聚醚，其特征在于：其主链中含有聚四氢呋喃嵌段和聚乙二醇嵌段或聚丙二醇嵌段。2.根据权利要求1所述的线型端硅烷基嵌段聚醚，其特征在于：其结构通式为式(1)～(3)中的一种：其中，A和B分别独立地选自聚四氢呋喃嵌段、聚乙二醇嵌段、聚丙二醇嵌段中的一种，A和B不同，且A和B中有一个为聚四氢呋喃嵌段；R1为以下结构中的一种：R2为-CH2CH2CH2NHCO-或-CH2NHCO-；R3为甲基、甲氧基、乙氧基中的一种；R4为甲基或乙基；n为1～15的整数。3.根据权利要求2所述的线型端硅烷基嵌段聚醚，其特征在于：所述的聚四氢呋喃嵌段的数均分子量为600～4000道尔顿；所述的聚乙二醇嵌段的数均分子量为1000～20000道尔顿；所述的聚丙二醇嵌段的数均分子量为1000～20000道尔顿；所述的线型端硅烷基嵌段聚醚的数均分子量为6000～40000道尔顿。4.权利要求1～3中任意一项所述的线型端硅烷基嵌段聚醚的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)将端羟基聚四氢呋喃、端羟基聚乙二醇或端羟基聚丙二醇、催化剂I混合，升温至60～140℃，加入扩链剂，反应2～8h，得到端羟基嵌段聚醚；2)将端羟基嵌段聚醚和催化剂II混合，再加入有机硅氧烷封端剂，70～100℃下反应1～6h，得到线型端硅烷基嵌段聚醚。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：步骤1)所述的催化剂I为叔胺类缚酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：严石静，王雷，栾安博，麦裕良，路芳，金震，王全勇，高敏，熊文杰，
申请(专利权)人：广东省石油与精细化工研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44