一种三元共聚氟硅橡胶及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种三元共聚氟硅橡胶及其制备方法，三元共聚氟硅橡胶分子式为(CH

【技术实现步骤摘要】
一种三元共聚氟硅橡胶及其制备方法
本专利技术涉及一种三元共聚氟硅橡胶及其制备方法硅，属于有机化学

技术介绍
硅橡胶主链结构由硅和氧原子交替构成，侧链通常是硅原子上连着两个有机基团、通常为甲基和少量乙烯基，硅橡胶合各种添加剂可混炼成均相胶料，然后在硫化剂的作用下得到各种弹性制品，硫化胶具有良好的生理惰性、耐高低温、耐老化、耐臭氧及耐气候性。广泛的应用于化工、仪表、汽车、机械、航空、电缆、电子电器及医疗卫生部门。但是硅橡胶的耐油和耐溶剂性能较差，无法满足特殊领域的应用需求。将含氟基团引入至硅橡胶，即氟硅橡胶，含氟基团的引入使得氟硅橡胶兼具了氟橡胶和硅橡胶的优点，应用领域更加广泛。氟硅橡胶通常是有三氟丙基甲基环三硅氧烷在催化剂作用下聚合而成，分子链上带有少量的乙烯基。由于常规氟硅橡胶价格是硅橡胶的十倍左右，同时部分对耐油、耐溶剂性能有要求的应用领域采用氟橡胶、硅橡胶或氟硅橡胶共混的方式来加工，这种加工方式困难且硫化制品易分层，影响了产品的新能。由于侧基的不同，三氟丙基甲基环三硅氧烷、甲基乙烯基环硅氧烷和二甲基环硅氧烷反应活性存在较大的差异。碱性条件下，三氟丙基甲基环三硅氧烷反应速率是八甲基环四硅氧烷的100倍，且三氟丙基甲基环三硅氧烷开环反应过程中易存在“回咬”现象，平衡状态下线性硅氧烷含量10%~20%，虽然通过助剂及催化剂的调整可以一定程度上减弱该现象，但是仍会影响氟硅橡胶的质量。本专利技术提供一种三元共聚氟硅橡胶及其制备方法，可以根据产品应用领域对耐油、耐溶剂性能的具体需求调整含氟基团的比例，制备得到加工性能优异、成本低、分子量分布窄的耐油、耐溶剂三元共聚氟硅橡胶。
技术实现思路
针对现有三元共聚氟硅橡胶制备中的难点以及有机硅产品对耐油、耐溶剂性能的需求，本专利技术提供了一种三元共聚氟硅橡胶及其制备方法，以三氟丙基甲基环三硅氧烷、甲基乙烯基环硅氧烷和二甲基环硅氧烷为原料、四甲基氢氧化铵碱胶为催化剂，通过控制聚合条件，制备得到高转化率、分子量分布窄的高纯度耐油、耐溶剂三元共聚氟硅橡胶。为实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：一种三元共聚氟硅橡胶，所述三元共聚氟硅橡胶分子式为(CH3)2(CH2CH)SiO[(CH3)(CH2CH2CF3)SiO]a[(CH3)(CH2CH)SiO]b[(CH3)2SiO]cSi(CH3)2(CH2CH)，三元共聚氟硅橡胶分中[(CH3)(CH2CH2CF3)SiO]、[(CH3)(CH2CH)SiO]、[(CH3)2SiO]链节摩尔比a:b:c为1：0.0004~0.1：0.1~10。作为优选方案，所述三元共聚氟硅橡胶分子式为(CH3)2(CH2CH)SiO[(CH3)(CH2CH2CF3)SiO]a[(CH3)(CH2CH)SiO]b[(CH3)2SiO]cSi(CH3)2(CH2CH)，式中a:b:c=1：0.03：9。作为优选方案，所述三元共聚氟硅橡胶分子式为(CH3)2(CH2CH)SiO[(CH3)(CH2CH2CF3)SiO]a[(CH3)(CH2CH)SiO]b[(CH3)2SiO]cSi(CH3)2(CH2CH)，式中a:b:c=9：0.02：1。作为优选方案，所述三元共聚氟硅橡胶分子式为(CH3)2(CH2CH)SiO[(CH3)(CH2CH2CF3)SiO]a[(CH3)(CH2CH)SiO]b[(CH3)2SiO]cSi(CH3)2(CH2CH)，式中a:b:c=1：0.006：2。作为优选方案，所述三元共聚氟硅橡胶分子式为(CH3)2(CH2CH)SiO[(CH3)(CH2CH2CF3)SiO]a[(CH3)(CH2CH)SiO]b[(CH3)2SiO]cSi(CH3)2(CH2CH)，式中a:b:c=1：1：8。在上述分子式的三元共聚氟硅橡胶中，三元共聚氟硅橡胶制备方法包括以下步骤：（1）将三氟丙基甲基环三硅氧烷、甲基乙烯基环硅氧烷和二甲基环硅氧烷混合均匀；（2）在60~100℃条件下氮气鼓泡负压脱水1~3h；（3）加入封端剂，搅拌均匀后后再加入催化剂，在70~100℃条件搅拌反应0.5~1.5h初步聚合，再升温至105~115℃反应1~3h进一步聚合；（4）升温至150~190℃破媒脱低，得到三元共聚氟硅橡胶。所述的甲基乙烯基环硅氧烷为三甲基三乙烯基环三硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、五甲基五乙烯基环五硅氧烷、六甲基六乙烯基环六硅氧烷或其混合物。所述的三氟丙基甲基环三硅氧烷、甲基乙烯基环硅氧烷和二甲基环硅氧烷中[(CH3)(CH2CH2CF3)SiO]、[(CH3)(CH2CH)SiO]、[(CH3)2SiO]链节摩尔比为1：0.0004~0.1：0.1~10。所述的脱水温度为60~100℃、脱水时间为1~3h、脱水压力-0.095MPa~-0.01MPa。所述的氮气纯度≥99.999%。所述的封端剂为四甲基二乙烯基二硅氧烷或粘度5~50cs端乙烯基硅油。所述的催化剂为四甲基氢氧化铵碱胶，催化剂用量30~90ppm。相比于现有技术，本专利技术具有如下有益效果：①通过共聚的方式将含氟基团引入至硅橡胶分子链，氟基团含量在10%以上时共聚橡胶的耐油性与氟基团含量成正比，有效避免了常规硅橡胶制品通过共混的方式引入通过引入含氟基团硫化时易分层、性能差的现象。②本工艺采用分步聚合的方式，将聚合过程细化，使共聚反应有序进行，有效避免了三氟丙基甲基环三硅氧烷碱性条件开环反应平衡时转化率低的现象得到的三元共聚氟硅橡胶分子量分布窄、加工性能优异。③三元共聚氟硅橡胶的氟含量可以随制品对耐油、耐溶剂性能的要求灵活调节，加工方便、成本低。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术中的技术方案进一步说明。实施例1将300g三氟丙基甲基环三硅氧烷、0.75g四甲基四乙烯基环四硅氧烷和300g八甲基环四硅氧烷加入至三口烧瓶中；在油浴锅中升温至80℃，氮气鼓泡、-0.099MPa脱水1h；加入四甲基二乙烯基二硅氧烷0.16g，搅拌均匀后再加入四甲基氢氧化铵碱胶2g、碱胶碱含量2%，在70℃条件搅拌反应1h，再升温至105℃反应2h进一步聚合；升温至170℃破媒脱低。得到的三元共聚氟硅橡胶所述三元共聚氟硅橡胶分子式为(CH3)2(CH2CH)SiO[(CH3)(CH2CH2CF3)SiO]a[(CH3)(CH2CH)SiO]b[(CH3)2SiO]cSi(CH3)2(CH2CH)，式中a:b:c=1:0.0045:2.1，分子量89W、氟基团含量32.1%、乙烯基含量0.16%、挥发份1.42%、转化率83.9%、外观无色透明。实施例2将300g三氟丙基甲基环三硅氧烷、0.75g五甲基五乙烯基环五硅氧烷和300g八甲基环四硅氧烷加入至三口烧瓶中；在油浴锅中升温至80℃，氮气鼓泡、-0.099MPa脱水1h；加入四甲基二乙烯基二硅氧烷0.16g，搅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三元共聚氟硅橡胶，其特征在于，所述三元共聚氟硅橡胶分子式为(CH

【技术特征摘要】
1.一种三元共聚氟硅橡胶，其特征在于，所述三元共聚氟硅橡胶分子式为(CH3)2(CH2CH)SiO[(CH3)(CH2CH2CF3)SiO]a[(CH3)(CH2CH)SiO]b[(CH3)2SiO]cSi(CH3)2(CH2CH)，三元共聚氟硅橡胶分中[(CH3)(CH2CH2CF3)SiO]、[(CH3)(CH2CH)SiO]、[(CH3)2SiO]链节摩尔比a:b:c为1：0.0004~0.1：0.1~10。


2.根据权利要求1所述的三元共聚氟硅橡胶，其特征在于，所述三元共聚氟硅橡胶分子式为(CH3)2(CH2CH)SiO[(CH3)(CH2CH2CF3)SiO]a[(CH3)(CH2CH)SiO]b[(CH3)2SiO]cSi(CH3)2(CH2CH)，式中a:b:c=1:0.0045:2.1。


3.根据权利要求1所述的三元共聚氟硅橡胶，其特征在于，所述三元共聚氟硅橡胶分子式为(CH3)2(CH2CH)SiO[(CH3)(CH2CH2CF3)SiO]a[(CH3)(CH2CH)SiO]b[(CH3)2SiO]cSi(CH3)2(CH2CH)，式中a:b:c=1:0.014:8.4。


4.根据权利要求1所述的三元共聚氟硅橡胶，其特征在于，所述三元共聚氟硅橡胶分子式为(CH3)2(CH2CH)SiO[(CH3)(CH2CH2CF3)SiO]a[(CH3)(CH2CH)SiO]b[(CH3)2SiO]cSi(CH3)2(CH2CH)，式中a:b:c=8.3：0.015：1。


5.根据权利要求1所述的三元共聚氟硅橡胶，其特征在于，所述三元共聚氟硅橡胶分子式为(CH3)2(CH2CH)SiO[(CH3)(CH2CH2CF3)SiO]a[(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李书兵，陈泽雨，孙刚，李岩松，
申请(专利权)人：湖北兴瑞硅材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42