一种硅碳共聚物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种硅碳共聚物及其制备方法和应用。该共聚物的制备方法为：(1)将碳系化合物与催化剂A混合搅拌，得混合物体系Ⅰ；(2)将羟基封端的硅氧烷与催化剂B混合，得混合物体系Ⅱ；(3)将混合物体系Ⅰ和混合物体系Ⅱ混合，然后在60～220℃、0～1.5MPa的条件下，反应0～180min，然后在60～220℃、‑0.099～0MPa的条件下进行脱低即可。本发明专利技术在不影响聚羟基硅氧烷羟基封端的前提下，共聚成AB结构，从而实现聚羟基硅氧烷的化学补强，大大增加了聚羟基硅氧烷的硬度、聚羟基硅氧烷制品的表面光滑度等，从而为有机硅产品在涂料、建筑等行业的应用提供了保障。

A Silicon-Carbon Copolymer and Its Preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种硅碳共聚物及其制备方法和应用
本专利技术属于有机硅合成
，具体涉及一种硅碳共聚物及其制备方法和应用。
技术介绍
随着有机硅产品应用领域的不断扩大，尽快解决有机硅产品的强度低，硬度差等性能，使之在涂料、汽车、建筑、电子、电气等行业广泛的应用，已经成为有机硅产品研究领域的重要课题。目前，工业上最常用的补强方法主要有两种：一种是传统的白炭黑、纳米碳酸钙等进行物理补强，此方法补强能力较低，且对硬度的提高不大、制出的制品表面光滑度粗糙，满足不了涂料等特殊行业的要求；第二种是采用MQ树脂进行补强，这种方法补偿强度较低，生产成本高，且生产MQ树脂的过程中产生大量的污水，不符合清洁生产的要求。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供一种硅碳共聚物及其制备方法和应用，本专利技术大大增加了聚羟基硅氧烷的硬度、聚羟基硅氧烷制品的表面光滑度等，从而为有机硅产品在涂料、建筑等行业的应用提供了保障。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种硅碳共聚物，该硅碳共聚物的化学结构式如下：其中，X为0～3，Y为0～3，且X与Y的和为3；Z大于等于0；W大于等于0；m大于等于1；n大于等于1；R为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、羟乙基、乙烯、苯乙烯以及丁二烯中的一种或几种。进一步地，硅碳共聚物的化学结构式中X与Y的和为3；Z取值为大于等于0，小于等于1000；W取值为大于等于0小于等于1000；m取值为大于等于1，小于等于1000；n取值为大于等于1，小于等于1000。进一步地，碳系化合物在共聚物中的主链上均匀分布或不均匀分布。进一步地，碳系化合物在共聚物中的侧链上均匀分布或不均匀分布。上述硅碳共聚物的制备方法，包括以下步骤：(1)常温下将碳系化合物与催化剂A混合，于0～1.5MP0a、保护气体氛围中搅拌30～50min，得混合物体系Ⅰ；其中，碳系化合物与催化剂A的重量比为0.1～99:0.1～16；(2)于0～1.5Mpa、保护气体氛围中，将羟基封端的硅氧烷与催化剂B混合，升温至60～220℃，得混合物体系Ⅱ；其中，硅氧烷与催化剂B的的重量比为0.1～99:0.1～16；(3)将混合物体系Ⅰ和混合物体系Ⅱ以重量比为0.1～0.99:0.1～0.99的比例混合，然后在60～220℃、0～1.5MPa的条件下，反应30～180min，然后在60～220℃、-0.099～0.1MPa的条件下除去沸点低于150℃的物质即可。进一步地，步骤(1)中所述碳系化合物包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、羟乙基、乙烯、丁二烯、苯乙烯中的一种或几种。进一步地，步骤(1)中所述催化剂A包括偶氮二异丁晴、乙苯、过氧化苯甲酰、过氧化叔丁基、1，1-二叔丁基过氧化环己烷、2，4二苯基-4-甲基-1-戊烯、过二硫酸及其盐、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、对叔丁基邻苯二酚中的一种或几种。进一步地，所述催化剂A包括偶氮二异丁晴、乙苯、2，4二苯基-4-甲基-1-戊烯以及过氧化二叔丁基。进一步地，所述催化剂A的制备方法为：在常温下将偶氮二异丁晴、乙苯、2，4二苯基-4-甲基-1-戊烯及过氧化二叔丁基在常温下混合，在压力达到0.2MPa后，再进行搅拌升温，并控制温度在75～85℃反应120min即可，其中，偶氮二异丁晴、乙苯g、2，4二苯基-4-甲基-1-戊烯及过氧化二叔丁基的重量比为0.5～1:1～2:1～2:1～1.5。进一步地，步骤(2)中所述羟基封端的硅氧烷粘度为5～100000cp；所述甲基封端的硅氧烷粘度为10～100000cp。进一步地，步骤(2)中所述催化剂B包括氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、八甲基环四硅氧烷、3-甲基丙烯酰酰氧基三(三甲基硅氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基(乙氧基)硅烷、丙烯基三甲氧基硅烷、r-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、r-氨丙烯三乙氧基硅烷中的一种或几种。进一步地，催化剂B包括四甲基氢氧化铵、r-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷以及乙烯基三甲氧基(乙氧基)硅烷。进一步地，催化剂B的制备方法为：在常温下将四甲基氢氧化铵、r-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷及羟基封端硅氧烷混合，在压力达到0.2MPa后，再进行搅拌升温，并控制温度在75～85℃反应60～80min即可，其中，四甲基氢氧化铵、r-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷及乙烯基三甲氧基(乙氧基)硅烷的重量比为0.5～1:5～10:15～20，剩余物质为羟基封端聚硅氧烷。上述方法制备得到的硅碳共聚物在制备涂料或建筑密封胶中的应用。本专利技术的有益效果为：本专利技术在不影响聚羟基硅氧烷羟基封端的前提下，共聚成AB结构，从而实现聚羟基硅氧烷的化学补强，大大增加了聚羟基硅氧烷的硬度、聚羟基硅氧烷制品的表面光滑度等，从而为有机硅产品在涂料、建筑等行业的应用提供了保障。说明书附图图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。实施例1一种硅碳共聚物，其化学结构式为：其制备方法包括以下步骤：(1)在常压条件下，将甲基丙烯酸甲酯(优等品)500kg，甲基丙烯酸丁酯300kg、苯乙烯200kg及催化剂A10kg加入到混合器中混合，向混合器中冲入氮气，使混合气内的氮气压力达到0.2MPa，开动混合器搅拌器控制转速在30r/min，开动A循环泵使物料进行循环，循环30min后停止循环，得混合物体系Ⅰ；其中，催化剂A的制备方法为：在常温下将偶氮二异丁晴5kg、乙苯10kg、2，4二苯基-4-甲基-1-戊烯10kg及过氧化二叔丁基5kg在常温下加入到混合管中，冲入氮气达0.2MPa后，对混合物进行搅拌、升温控制温度在75℃，反应120min后即可，得催化剂A；(2)在常压条件下，将羟基封端硅氧烷950kg，催化剂B50kg加入到预热器中，向预热器中通入氮气压力达到0.2MPa，开动循环泵及导热油加热器进行预热，预热温度达到120℃后，得得混合物体系Ⅱ备用；其中，催化剂B的制备方法为：在常温下将四甲基氢氧化铵2kg、r-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷10kg及羟基封端硅氧烷40kg在常温下加入到混合管中，冲入氮气达0.2MPa后，对混合物进行搅拌升温，并控制温度在85℃反应60min即可，得催化剂B；(3)将制备得到的混合物体系Ⅰ和混合物体系Ⅱ一同加入至反应器内进行反应，调节加入到反应器内，控制混合物体系Ⅰ和混合物体系Ⅱ的流量均为200kg/h，反应过程中温度控制在115℃，闪蒸装置温度控制在140℃，压力控制在-0.09MPa时，反应0～180min后即可制备得到硅碳共聚物，然后对产品进行冷凝包装即可；低组份经过冷凝后进入到低组份贮罐，待用。实施例2一种硅碳共聚物，其化学结构式为：其制备方法包括以下步骤：(1)在常压条件下，将甲基丙烯酸甲酯(优等品)200kg，甲基丙烯酸丁酯200kg、苯乙烯500kg、乙苯100kg以及催化剂A10kg加入到混合器中混合，向混合器中冲入氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅碳共聚物，其特征在于，所述硅碳共聚物的化学结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种硅碳共聚物，其特征在于，所述硅碳共聚物的化学结构式如下：其中，X为0～3，Y为0～3，且X与Y的和为3；Z大于等于0；W大于等于0；m大于等于1；n大于等于1；R为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、羟乙基、乙烯、苯乙烯以及丁二烯中的一种或几种。2.根据权利要求1所述的硅碳共聚物，其特征在于，所述硅碳共聚物的化学结构式中，X为0～3，Y为0～3，且X与Y的和为3；Z取值为大于等于0，小于等于1000；W取值为大于等于0小于等于1000；m取值为大于等于1，小于等于1000；n取值为大于等于1，小于等于1000。3.一种制备权利要求1或2所述硅碳共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)常温下将碳系化合物与催化剂A混合，于0～1.5MP0a、保护气体氛围中搅拌30～50min，得混合物体系Ⅰ；其中，碳系化合物与催化剂A的重量比为0.1～99:0.1～16；(2)于0～1.5Mpa、保护气体氛围中，将羟基封端或甲基封端的硅氧烷与催化剂B混合，升温至60～220℃，得混合物体系Ⅱ；其中，硅氧烷与催化剂B的的重量比为0.1～99:0.1～16；(3)将混合物体系Ⅰ和混合物体系Ⅱ以重量比为0.1～0.99:0.1～0.99的比例混合，然后在60～220℃、0～1.5MPa的条件下，反应30～180min，然后在60～220℃、-0.099～0.1MPa的条件下除去沸点低于150℃的物质即可。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述碳系化合物包括甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸乙酯、羟乙基、乙烯、苯乙烯以及丁二烯中的一种或几种。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述催化剂A包括偶氮...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇武，陈世龙，
申请(专利权)人：凌至新材料泸州有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51