一种可湿气固化的改性聚硅氧烷及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种可湿气固化的改性聚硅氧烷及其制备方法和应用，该改性聚硅氧烷由双端羟烃基聚硅氧烷与异氰酸根烷氧基硅烷进行加成反应得到。该改性聚硅氧烷具有单一线性结构、端基为硅烷氧基，且在室温下可以湿固化，固化前后粘度稳定，具有固化条件温和，不存在固化深度限制，可深度固化的优点。该改性聚硅氧烷应用于制备室温硫化型硅橡胶，能从根本上解决传统聚硅氧烷固化过程中存在“粘度高峰”的问题，提高产品的贮存稳定性，同时保证产品的正常固化，制备的硅橡胶组合物性能优良，具有良好的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种可湿气固化的改性聚硅氧烷及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种改性聚硅氧烷，具体涉及一种可湿气固化的改性聚硅氧烷及其制备方法和烷氧基聚硅氧烷在硅橡胶组合物中的应用，属于有机硅胶黏剂领域。
技术介绍
单组分室温湿气硫化硅橡胶产品应用方便、硫化过程受温度影响较小、粘接性佳，已广泛应用于建筑、电子电气、航天航空、汽车配件和光伏电池领域。室温硫化硅橡胶一般由端羟基聚硅氧烷、烷氧基硅烷交联剂、填料和有机金属催化剂组成。其在混合制备过程中，会出现一个短暂交联的过程，导致体系粘度急剧升高，甚至出现凝胶团聚的现象，称为“粘度高峰”，需要在高剪切力作用并放置一段时间才能使粘度降下来，严重影响加工安全与生产效率。此外，存放过程中，硅羟基与交联剂发生反应脱出醇类小分子，这些小分子醇物质会与基体中的聚硅氧烷反应，生成低活性单烷氧基聚合物，使得体系在应用过程中无法固化成膜，影响产品的应用效果及贮存稳定性。中国专利(CN201310395394.0)和中国专利(CN201711371842.8)公开了一种利用端羟基聚硅氧烷与含2～4个烷氧基的小分子硅烷通过缩合反应，制备端烷氧基封端聚硅氧烷的方法。该方法的不足在于体系种容易残留烷氧基硅烷小分子，这些小分子在体系中相当于交联剂，在后期成膜过程中影响产品的固化性能。此外，由于这些烷氧基小分子反应性基团的活性相同，在封端过程中，容易造成体系交联和凝胶，影响制备效果和产品性能。并且，为了保证封端前后聚合物粘度的一致性，封端后的聚合物通常不是单一线性结构的。同时，利用该方法制备烷氧基封端聚硅氧烷，反应过程中为了避免体系严重交联凝胶而无法进行，往往需要在添加溶剂和高剪切下进行，工艺复杂，反应难以控制。因此，提供一种反应工艺简单，过程容易控制，无需考虑体系凝胶问题，产物结构单一的烷氧基封端聚硅氧烷聚合物及其室温硫化硅橡胶组合物的制备方法具有十分重要的意义。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是在于提供一种具有单一线性结构、端基为硅烷氧基的改性聚硅氧烷，且在室温下可以湿固化，固化前后粘度稳定，具有固化条件温和，不存在固化深度限制，可深度固化的优点。本专利技术的第二个目的是在于提供一种步骤简单、成本低的制备改性聚硅氧烷的方法。本专利技术的第三个目的是在于提供一种改性聚硅氧烷的应用，该改性聚硅氧烷应用于制备室温硫化型硅橡胶，能从根本上解决传统聚硅氧烷固化过程中存在“粘度高峰”的问题，提高产品的贮存稳定性，同时保证产品的正常固化，制备的硅橡胶组合物性能优良，具有良好的应用价值。为了实现上述技术目的，本专利技术提供了一种可湿气固化的改性聚硅氧烷，其具有式1结构：其中，R1为芳基、烷基或芳基烷基；R2为C1～C8的脂肪烃基；x和y均为2～5的整数；n为大于1的自然整数；z为1～8的整数；j为0、1或2。作为一个优选的方案，R1为芳基时，芳基为苯基、萘基，或含有C1～C10烷基或C1～C10烷氧基的苯基；其中，苯环上的C1～C10烷基或C1～C10烷氧基在苯环上的位置不受限制，且C1～C10烷基可以为直链烷基，如甲基、丙基、辛基等，当烷基的碳原子数超过3时，烷基可以为带支链的烷基，如异丁基等；C1～C10烷氧基可以为直链烷氧基，如甲氧基、乙氧基等等。作为一个优选的方案，R1为烷基时，烷基为C1～C10烷基；且C1～C10烷基可以为直链烷基，如甲基、丙基、辛基等，当烷基的碳原子数超过3时，烷基可以为带支链的烷基，如异丁基等。R1为芳基烷基，芳基烷基为含有芳基取代基的C1～C10烷基，其中，芳基取代基为苯基、萘基，或含有C1～C10烷基或C1～C10烷氧基的苯基；所述含有C1～C10烷基或C1～C10烷氧基的苯基中，苯环上的C1～C10烷基或C1～C10烷氧基在苯环上的位置不受限制，且C1～C10烷基可以为直链烷基，如甲基、丙基、辛基等，当烷基的碳原子数超过3时，烷基可以为带支链的烷基，如异丁基等；C1～C10烷氧基可以为直链烷氧基，如甲氧基、乙氧基等等。本专利技术还提供了一种可湿气固化的改性聚硅氧烷的制备方法，该方法是将双端羟烃基聚硅氧烷与异氰酸根烷氧基硅烷进行加成反应即得；所述双端羟烃基聚硅氧烷具有式2结构：所述异氰酸根烷氧基硅烷具有式3结构：其中，R1为芳基、烷基或芳基烷基；R2为C1～C8的脂肪烃基；x和y均为2～5的整数；n为大于1的自然整数；z为1～8的整数；j为0、1或2。作为一个优选的方案，R1为芳基时，芳基为苯基、萘基，或含有C1～C10烷基或C1～C10烷氧基的苯基；R1为烷基时，烷基为C1～C10烷基；R1为芳基烷基，芳基烷基为含有芳基取代基的C1～C10烷基，其中，芳基为苯基、萘基，或含有C1～C10烷基或C1～C10烷氧基的苯基。作为一个优选的方案，双端羟烃基聚硅氧烷与异氰酸根烷氧基硅烷在催化剂作用下，在40℃～80℃温度，反应2～8h。作为一个优选的方案，双端羟烃基聚硅氧烷与异氰酸根烷氧基硅烷的反应比例按羟基和异氰酸根基的摩尔比为1:1.0～3.0计量。作为一个优选的方案，所述催化剂为锆螯合物(如乙酰丙酮锆、β-二酮锆等)、叔胺类催化剂(如三乙胺、三亚乙基二胺、四甲基丁二胺、胺基醇等)、有机锡催化剂(如二月桂酸二丁基锡；二乙酸二丁基锡；辛酸亚锡、氯化锡、氯化亚锡、醋酸丁锡等)、N-甲基吗啉、三苯基膦、二壬基萘二磺酸、羧酸铋、辛酸锌、辛酸钴、乙酰丙酮锰、四甲基胍、N-正丁基四甲基胍、缩醛胺、脒盐、酚盐、有机钛、钛络合物催化剂中至少一种。作为一个优选的方案，所述催化剂的用量为双端烃基聚硅氧烷质量的0.0005～0.05。作为一个优选的方案，所述双端羟烃基聚硅氧烷的粘度范围为100～500000cst。优选为1000～30000cst本专利技术还提供了一种可湿气固化的改性聚硅氧烷的应用，其应用于制备室温硫化型硅橡胶。作为一个优选的技术方案，室温硫化型硅橡胶由以下质量份原料组分组成：改性聚硅氧烷20～80份；填料0～50份；催化剂0.1～4份；增粘剂0.1～4份；色母0.1～3份。进一步优选，室温硫化型硅橡胶由以下质量份原料组分组成：改性聚硅氧烷30～80份；填料20～40份；催化剂0.5～4份；增粘剂0.5～3份；色母0.4～1份。作为一个优选的方案，所述填料为碳酸钙、氧化石墨烯、气相白炭黑、沉淀法白炭黑、氧化铝、氧化锌、硅树脂、氢氧化铝中至少一种。作为一个优选的方案，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二乙酸二丁基锡、辛酸亚锡、氯化锡、氯化亚锡、醋酸丁锡、钛酸四异丙酯、钛酸正丁酯、钛酸四叔丁酯、钛酸四异丁酯、二异丙氧基二乙酰乙酸乙酯钛中至少一种。作为一个优选的方案，所述增粘剂为γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、氨基丙基三乙氧基硅烷、氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可湿气固化的改性聚硅氧烷，其特征在于：具有式1结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种可湿气固化的改性聚硅氧烷，其特征在于：具有式1结构：



其中，
R1为芳基、烷基或芳基烷基；
R2为C1～C8的脂肪烃基；
x和y均为2～5的整数；n为大于1的自然整数；z为1～8的整数；j为0、1或2。


2.根据权利要求1所述的一种可湿气固化的改性聚硅氧烷，其特征在于：
R1为芳基时，芳基为苯基、萘基，或含有C1～C10烷基或C1～C10烷氧基的苯基；
R1为烷基时，烷基为C1～C10烷基；
R1为芳基烷基，芳基烷基为含有芳基取代基的C1～C10烷基，其中，芳基取代基为苯基、萘基，或含有C1～C10烷基或C1～C10烷氧基的苯基。


3.权利要求1或2所述的一种可湿气固化的改性聚硅氧烷的制备方法，其特征在于：将双端羟烃基聚硅氧烷与异氰酸根烷氧基硅烷进行加成反应即得；
所述双端羟烃基聚硅氧烷具有式2结构：



所述异氰酸根烷氧基硅烷具有式3结构：



其中，
R1为芳基、烷基或芳基烷基；
R2为C1～C8的脂肪烃基；
x和y均为2～5的整数；n为大于1的自然整数；z为1～8的整数；j为0、1或2。


4.根据权利要求3所述的一种可湿气固化的改性聚硅氧烷的制备方法，其特征在于：
R1为芳基时，芳基为苯基、萘基，或含有C1～C10烷基或C1～C10烷氧基的苯基；
R1为烷基时，烷基为C1～C10烷基；
R1为芳基烷基，芳基烷基为含有芳基取代基的C1～C10烷基，其中，芳基为苯基、萘基，或含有C1～C10烷基或C1～C10烷氧基的苯基。


5.根据权利要求3所述的一种可湿气固化的改性聚硅氧烷的制备方法，其特征在于：双端羟烃基聚硅氧烷与异氰酸根烷氧基硅烷在催化剂作用下，在40℃～80℃温度，反应2～8h。


6.根据权利要求5所述的一种可湿气固化的改性聚硅氧烷的制备方法，其特征在于：双端羟烃基聚硅氧烷与异氰酸根烷氧基硅烷的反应比例按羟基和异氰酸根基...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯浩波，纪建业，叶非华，张鹏举，李银生，江俊锋，
申请(专利权)人：肇庆市武大环境技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44