一种含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及有机硅技术领域，为解决现有橡胶轮胎脱模剂耐温性不够好，导致橡胶轮胎制品上残留一些比较脏的黄色物质，严重影响产品质量的问题，本发明专利技术提出了一种含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂的制备方法，将超支化含氢聚碳硅烷、超支化乙烯基碳硅烷、聚硅氧烷、乳化剂、铂催化剂、增稠剂预混合后，加入去离子水乳化，制备成含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂。制备方法简单，得到的脱模剂具有耐高温和耐磨性。

Preparation and application of organosilicon release agent containing hyperbranched Polycarbosilane

【技术实现步骤摘要】
一种含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂的制备方法及其应用
本专利技术涉及有机硅
，具体涉及一种含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂的制备方法及其应用。
技术介绍
轮胎是汽车不可或缺的重要部件之一。随着汽车工业的发展，我国汽车保有量持续增长，国内轮胎替换市场需求强劲。预计2017年至2020年汽车保有量仍将保持10％以上的速度增长，这无疑将会推动轮胎配套和替换整体市场持续快速增长。在轮胎制造中，有一些胶料在加热加压硫化时会非常牢固地粘到模具上，如果不使用脱模剂，脱模时会因热撕裂而损坏，或因轮胎滞留在模具内而中断生产。因此，没有好的脱模剂，就不可能快速、有效地生产出合格的轮胎。有机硅脱模剂是目前应用最广，用量最大的轮胎脱模剂，它们具有涂布少、制件表面性能好，不腐蚀模具等优点。但是，现有有机硅轮胎脱模剂还存在一些缺点，譬如耐温性不够好，导致橡胶轮胎制品上残留一些比较脏的黄色物质，严重影响产品质量。
技术实现思路
为解决现有橡胶轮胎脱模剂耐温性不够好，导致橡胶轮胎制品上残留一些比较脏的黄色物质，严重影响产品质量的问题，本专利技术提出了一种含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂的制备方法，制备方法简单，得到的脱模剂具有耐高温和耐磨性。同时本专利技术还提出了含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂在制造轮胎制品上的应用。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂的制备方法为将超支化含氢聚碳硅烷、超支化乙烯基碳硅烷、聚硅氧烷、乳化剂、铂催化剂、增稠剂预混合后，加入去离子水乳化，制备成含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂。所述的超支化乙烯基聚碳硅烷为不同代数、末端为硅乙烯基的超支化聚乙烯基碳硅烷中的一种或几种，分别标记为G0-Vi，G1-Vi，G2-Vi和G3-Vi。其中G0-Vi制备方法是：无水无氧状态下将Mg屑(3g，125mmol)，0.1～0.5g碘置于洁净的三口瓶中，随后加入50ml乙醚，将其通过冰浴降温到0～5℃时缓慢滴加20ml乙醚和12.6g(105mmol)烯丙基溴的混合溶液。滴加完后，0～5℃反应2h，获得烯丙基溴格式试剂的乙醚溶液。然后将3.5g甲基三氯硅烷(23.4mmol)溶于30ml乙醚，在冰浴0～5℃下缓慢滴加所得烯丙基溴格式试剂的乙醚溶液中。滴加完毕后，反应体系室温搅拌过夜，然后后处理：将上清液转入分液漏斗，沉淀物则经布氏漏斗减压抽滤后，用60ml乙醚分三次洗涤洗滤饼，并将滤液和上清液合并后，滴加约200ml0～5℃的饱和氯化铵水溶液淬灭反应，直至无气泡、沉淀产生。有机相依次分别用饱和氯化钠水溶液、冰水洗三次后，用无水硫酸镁干燥过夜，并60℃旋蒸除去乙醚，105℃/130mmHg下减压蒸馏获得到无色透明液体，其产率约83％，纯度96.0％。G0-Vi合成路线：所述G1-Vi的制备方法为：在氮气保护下，将1.6gG0-Vi(9.62mmol)，7.22g三氯硅烷(53.3mmol)、60ml重蒸THF和0.2μL铂酸催化剂依次加入250mL洁净的三口瓶中，在60℃下反应6h后，减压除去四氢呋喃和过量的三氯硅烷，得到G1-C1(572.67g/mol)。将所得G1-C1溶于20ml无水乙醚，缓慢滴加到约125mmol0～5℃的新制烯丙基溴格氏试剂中，滴加完毕后反应体系室温下搅拌过夜，后处理同G0-Vi，得到无色透明液体G1-Vi(623.27g/mol)，产率约80％。所述G2-Vi的制备方法为：以G1-Vi为核，采用同样的方法制备末端为烯丙基双键的第二代超支化聚碳硅烷G2-Vi，透明可流动液体，产率约52％。所述G3-Vi的制备方法为：以G2-Vi为核，采用同样的方法制备末端为烯丙基双键的第三代超支化聚碳硅烷G3-Vi，透明可流动液体，产率约35％。超支化乙烯基聚碳硅烷G1-Vi，G2-Vi和G3-Vi合成路线如下所示：聚碳硅烷是一类有机硅高分子化合物，其主链一般由硅和碳原子交替组成，硅和碳原子上连接有氢或有机基团，它们耐高温、耐腐蚀和耐磨。超支化聚碳硅烷具有聚碳硅烷的这些优点外，还具有超支化结构带来的良好流动性。所述的超支化含氢聚碳硅烷与超支化乙烯基聚碳硅烷用量按照硅氢与硅乙烯基摩尔比为0.7～1.5∶1。所述的超支化含氢聚碳硅烷为不同代数、末端为硅氢的超支化含氢聚碳硅烷中的一种或几种，分别标记为G1-H，G2-H和G3-H。G1-H制备方法是：在无水无氧、氮气保护下，氢化铝锂(2.38g，62.8mmol，过量一倍)，加入到500ml三口瓶中，抽真空三次后加入100ml乙醚搅拌30分钟后，缓慢滴加G1-Cl(2g，3.49mmol)溶解在20mL重蒸乙醚溶液中，混合物在室温下搅拌过夜后，缓慢滴加200mL冰冷的2NHCl的盐酸溶液，水层用乙醚取两次，合并的有机层用饱和NaCl水溶液洗两次，用无水硫酸镁过夜，60℃减压除溶剂，得到一代氢化超支化聚碳硅烷(G1-H)，产物为淡绿色透明油状液体，粗产率约80.3％。超支化碳硅烷G1-H的合成路线如下所示：用G2-C1采取相同的操作步骤，可得到二代氢化超支化聚碳硅烷(G2-H)，为透明淡黄状液体，粗产率约64.4％.三代氢化超支化聚碳硅烷(G3-H)，为淡黄色状液体，粗产率约45.8％，二代氢化超支化聚碳硅烷(G2-H)，三代氢化超支化聚碳硅烷(G3-H)结构式分别如下所示：所述的聚硅氧烷选自羟基封端聚二甲基硅氧烷、羟基封端甲基苯基硅氧烷、羟基封端二甲基硅氧烷和甲基三氟丙基硅氧烷的共聚物中的一种或几种，使用量为超支化含氢聚碳硅烷和超支化乙烯基聚碳硅烷质量之和的0.5～4倍。作为优选，使用量为超支化含氢聚碳硅烷和超支化乙烯基聚碳硅烷用量之和的1～2倍。聚硅氧烷的粘度2000～200000cp，优选为5000～60000cp。所述乳化剂选自十二烷基苯磺酸钠、OP-7，OP-10，巴斯夫TO-3，巴斯夫TO-7和巴斯夫TO-10中的一种或几种，乳化剂用量为聚硅氧烷和超支化聚碳硅烷总质量的10～30％。所述铂络合物选自H2PtCl6的异丙醇溶液、H2PtCl6的四氢呋喃溶液、甲基乙烯基硅氧烷配位的铂络合物、邻苯二甲酸二乙酯配位的铂络合物、双环戊二烯二氯化铂的铂络合物中的一种或几种，铂络合物的用量是铂金属元素质量为所有组分的6～80ppm，作为优选，铂络合物的用量是铂金属元素质量为所有组分的6～40ppm。所述增稠剂选自羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素，甲基纤维素，聚丙烯酰胺中的一种或几种，使用量为聚硅氧烷和超支化聚碳硅烷聚合物总质量的0.1-3％。作为优选，使用量为聚硅氧烷和超支化聚碳硅烷聚合物总质量的0.1～1％。乳化过程中温度控制在20～60℃，乳化时间2～8h，有机硅乳液的固含量通过添加去离子水的量来调控，有机硅乳液固含量为8～40％。本专利技术将超支化含氢聚碳硅烷、超支化乙烯基碳硅烷、聚硅氧烷、乳化剂、铂催化剂和增稠剂预混合均匀后，加入去离子水乳化，制备有机硅乳液。所得有机硅乳液固含量8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为将超支化含氢聚碳硅烷、超支化乙烯基碳硅烷、聚硅氧烷、乳化剂、铂催化剂、增稠剂预混合后，加入去离子水乳化，制备成含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂的制备方法，其特征在于，所述的制备方法为将超支化含氢聚碳硅烷、超支化乙烯基碳硅烷、聚硅氧烷、乳化剂、铂催化剂、增稠剂预混合后，加入去离子水乳化，制备成含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂。


2.根据权利要求1所述的一种含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂的制备方法，其特征在于，所述的超支化乙烯基聚碳硅烷为不同代数、末端为硅乙烯基的超支化聚乙烯基碳硅烷中的一种或几种；所述的超支化含氢聚碳硅烷为不同代数、末端为硅氢的超支化含氢聚碳硅烷中的一种或几种。


3.根据权利要求1或2所述的一种含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂的制备方法，其特征在于，所述的超支化含氢聚碳硅烷与超支化乙烯基聚碳硅烷用量按照硅氢与硅乙烯基摩尔比为0.7~1.5：1。


4.根据权利要求1所述的一种含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂的制备方法，其特征在于，所述的聚硅氧烷选自羟基封端聚二甲基硅氧烷、羟基封端甲基苯基硅氧烷、羟基封端二甲基硅氧烷和甲基三氟丙基硅氧烷的共聚物中的一种或几种，使用量为超支化含氢聚碳硅烷和超支化乙烯基聚碳硅烷质量之和的0.5~4倍。


5.根据权利要求4所述的一种含超支化聚碳硅烷的有机硅脱模剂的制备方法，其特征在于，聚硅氧烷的粘度2000~200000cp。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雄发，吴于飞，刘江玲，程飞，焦晓皎，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33