一种高顺式结构氟硅生胶及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种高顺式氟硅共聚物，其中，R

【技术实现步骤摘要】
一种高顺式结构氟硅生胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及橡胶材料领域，具体来讲，涉及一种高顺式结构氟硅生胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]氟硅橡胶是一种以甲基三氟丙基硅氧烷为主要链节的特种硅橡胶，广泛被用作航空航天、汽车工业等领域的耐油密封材料。制备氟硅生胶的单体为甲基三氟丙基环三硅氧烷(D3F)，当前制备传统氟硅生胶的单体主要以反式甲基三氟丙基环三硅氧烷(trans
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D3F)为主，其氟硅生胶的分子链的空间结构为无规结构，无法起到拉伸自增强的作用，导致目前氟硅橡胶的力学性能较低，无法满足航空航天等领域的要求。
[0003]专利CN107141480B中，公开了一种高抗溶胀性氟硅生胶及其制备方法，每100质量份的生胶按质量份数计包括如下组份：含长链氟烷基的硅氧烷三环体化合物10～90份、含三氟丙基的硅氧烷环体化合物8～88份、含乙烯基的硅氧烷环体化合物0.5～10份、非含氟含双键的硅氧烷环体化合物0～8份，封端剂0.02～0.2份，所述的含长链氟烷基的硅氧烷三环体化合物可以用式(Si(CH3)(Rf)O)3表示，其中Rf可以用式
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(CH2)mCnF2n+1表示，n为3～8的整数，m为2或3。该专利中三氟丙基的硅氧烷环体主要以反式为主，并未涉及高顺式结构氟硅生胶的研究。

技术实现思路

[0004]专利技术人研究发现：现有制备氟硅橡胶的单体主要以反式甲基三氟丙基环三硅氧烷为主，导致力学性能较差，使用含有一定量顺式甲基三氟丙基环三硅氧烷(简称cis<br/>‑
D3F)制备高顺式结构氟硅生胶，该氟硅生胶的空间结构为等规结构，具有应变诱导结晶的能力，可以大幅度提高氟硅橡胶的力学性能。专利技术人经过多次实验发现，顺式甲基三氟丙基环三硅氧烷和反式甲基三氟丙基环三硅氧烷在聚合过程中反应速率具有较大差别，以顺式甲基三氟丙基环三硅氧烷为单体制备氟硅生胶过程中存在极难控制聚合过程和分子量及其空间结构分布的问题，对反应条件有着苛刻的要求，通过引发剂与封端剂的复配，可以实现顺式甲基三氟丙基环三硅氧烷的聚合过程和分子量及其分布的精确控制。
[0005]本专利技术一方面提供了一种高顺式结构氟硅生胶，所述高顺式结构氟硅生胶的结构式如下：
[0006][0007]其中，R为三氟丙基，R1为苯基、乙烯基、三氟丙基中的一种或多种，m＝2～10，0&lt;X/(X+Y)&lt;1，n/(X+Y)＝0～10％。
[0008]其中，顺式甲基三氟丙基硅氧烷结构含量不低于20％，乙烯基硅氧烷链节的含量为0～50％。
[0009]本专利技术另一方面提供了一种高顺式结构氟硅生胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
[0010]向顺式甲基三氟丙基环三硅氧烷含量不低于20％的甲基三氟丙基环三硅氧烷中加入封端剂、引发剂、乙烯基环体以及促进剂进行聚合反应，再依次加入中和剂、脱出挥发性组分得到高顺式结构氟硅生胶。
[0011]其中，所述甲基三氟丙基环三硅氧烷：封端剂：引发剂：乙烯基环体：促进剂：中和剂的质量比为10000：0～100：1～100：0～2000：0～1：1～100。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括以下内容中的至少一项：
[0013](1)与现有技术相比，本专利技术顺式结构的氟硅生胶是一种空间结构等规的氟硅生胶，具有应变诱导结晶的能力，能够提高氟硅生胶的力学性能。
[0014](2)与现有技术相比，本专利技术向含有一定量顺式甲基三氟丙基环三硅氧烷，通过设计合成合适的引发剂、封端剂，严格控制反应温度和时间等条件，可以实现顺式甲基三氟丙基环三硅氧烷的聚合过程和分子量及其分布的精确控制。
[0015](3)与现有技术相比，本专利技术制备的具有高顺式结构氟硅生胶可以用于氟硅橡胶的基胶，仅使用补强填料即可制得力学性能优异且适用于承受较高载荷的密封材料。例如，密封圈。
附图说明
[0016]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0017]图1示出了本专利技术实施例1所制备的顺式氟硅生胶的核磁共振氟谱图；
[0018]图2示出了本专利技术对比例1所制备的普通氟硅生胶的核磁共振氟谱图；
[0019]图3示出了本专利技术实施例1所制备的具有高顺式结构氟硅生胶的偏光显微镜图；
[0020]图4示出了本专利技术对比例1所制备的普通氟硅生胶的偏光显微镜图。
具体实施方式
[0021]为了更清楚的阐释本专利技术的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
[0022]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0023]另外，在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0024]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0025]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0026]在本专利技术的一个示例性实施例中，高顺式结构氟硅生胶的结构式如下：
[0027][0028]其中，R为三氟丙基，R1为苯基、乙烯基、三氟丙基中的一种或多种，m为2～10，0&lt;X/(X+Y)&lt;1，n/(X+Y)＝0～10％。
[0029]其中，顺式甲基三氟丙基硅氧烷结构含量不低于20％，乙烯基硅氧烷链节的含量为0～50％。
[0030]本专利技术中具有相同空间构型的三个或三个以上甲基三氟丙基硅氧烷链节连接在一起的结构称为顺式甲基三氟丙基硅氧烷结构。其中所述顺式甲基三氟丙基硅氧烷结构含量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高顺式结构氟硅生胶，其特征在于，所述高顺式结构氟硅生胶的结构式如下：其中，R为三氟丙基，R1为苯基、乙烯基、三氟丙基中的一种或多种，m＝2～10，0&lt;X/(X+Y)&lt;1，n/(X+Y)＝0～10％；其中，顺式甲基三氟丙基硅氧烷结构含量不低于20％，乙烯基硅氧烷链节的含量为0～50％。2.根据权利要求1所述的高顺式结构氟硅生胶，其特征在于，所述顺式甲基三氟丙基硅氧烷结构含量不低于50％；进一步，所述顺式甲基三氟丙基硅氧烷结构含量不低于80％。3.根据权利要求1所述的高顺式结构氟硅生胶，其特征在于，所述高顺式结构氟硅生胶的分子量不低于1千；进一步，所述高顺式结构氟硅生胶的分子量为20万～200万。4.根据权利要求1所述的高顺式结构氟硅生胶，其特征在于，所述高顺式结构氟硅生胶的乙烯基硅氧烷链节含量为10～40％；进一步，所述乙烯基硅氧烷链节含量为20～30％。5.一种如权利要求1至4任意一项所述高顺式结构氟硅生胶的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：向顺式甲基三氟丙基环三硅氧烷含量不低于20％的甲基三氟丙基环三硅氧烷中加入封端剂、引发剂、乙烯基环体以及促进剂进行聚合反应，再依次加入中和剂、脱出挥发性组分得到高顺式结构氟硅生胶；其中，所述甲基三氟丙基环三硅氧烷：封端剂：引发剂：乙烯基环体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，师睿睿，周传健，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：