一种高顺式氟硅共聚物及其制备方法技术

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】
一种高顺式氟硅共聚物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及橡胶材料领域，具体来讲，涉及一种高顺式氟硅共聚物及其制备方法。

技术介绍

[0002]氟硅橡胶是以
‑
Si
‑
O
‑
Si
‑
为主链，硅原子上连有甲基和三氟丙基基团的高分子聚合物，兼具氟橡胶和甲基硅橡胶的优异性能，具有优异的耐油和耐溶剂性，是目前
‑
50
‑
200℃使用温度内可耐溶剂性的唯一橡胶材料，广泛用于航空航天、石油运输等领域的密封材料。
[0003]研究发现，将少量的甲基苯基引入到聚合物侧链会提高氟硅橡胶的热稳定性。比如中国专利CN10400419 A仅在氟硅橡胶分子链上引入3.7％的甲基苯基硅氧烷链节就可以使得氟硅橡胶得耐温性能提高80℃。但对于顺式氟硅橡胶而言，若引入不对称结构的硅氧烷链节会破坏分子链空间结构的规整性，从而会降低顺式氟硅橡胶的拉伸自增强效果。

技术实现思路

[0004]专利技术人研究发现：采用顺式甲基三氟丙基环三硅氧烷含量高于20％的混合环体制备的顺式氟硅共聚物，由于拉伸自增强作用，从而大幅度的提高了其氟硅共聚物的力学性能。但由于该顺式氟硅聚合物链规整性较高，使得比普通的氟硅橡胶聚合物的玻璃化转变温度高5
‑
10℃，在一定程度上限制了顺式氟硅共聚物在低温下的应用。本专利技术针对现有氟硅共聚物耐高、低温性能差，以及共聚时各环体聚合速率相差较大等缺点，本专利技术提供一种采用开环速率较高的环三硅氧烷，在阴离子催化剂的作用下制的顺式氟硅共聚物，该共聚物中顺式甲基三氟丙基链节的含量较高，可以实现拉伸自增强；同时，二苯基链节的引入会提高其共聚物的耐高温性和阻尼性能；二甲基链节和二乙基链节的引入会降低其共聚物的玻璃化转变温度，提高耐低温性。
[0005]本专利技术一方面提供了一种高顺式氟硅共聚物，所述高顺式氟硅共聚物的结构通式如下：
[0006][0007]其中，R
f
为三氟丙基，R为苯基、乙基和甲基中的一种或多种；X/(X+3m+3n)＝0.1％
‑
50％，m/(m+n)＝0.1
‑
1。
[0008]其中，顺式甲基三氟丙基硅氧烷链节含量不低于20％，分子量为1万
‑
150万。
[0009]本专利技术另一方面提供了一种高顺式氟硅共聚物的制备方法，包括以下步骤：
[0010]将含有反式与顺式甲基三氟丙基环三硅氧烷的混合环体与环三硅氧烷脱出水分，再加入引发剂、促进剂在60
‑
180℃进行聚合反应得到氟硅生胶，然后在氟硅生胶中加入中
和剂，脱出未反应的小分子及副产物得到高顺式氟硅共聚物。
[0011]其中，顺式甲基三氟丙基环三硅氧烷的含量占混合环体质量20％以上；所述环三硅氧烷与混合环体质量比为0.1
‑
50：100。
[0012]与现有技术相比，本专利技术至少取得的有益效果包括以下一项：
[0013](1)与现有技术相比，本专利技术高顺式氟硅共聚物制备得到的氟硅橡胶保证力学性能的同时，由于二甲基链节、二乙基链节的柔顺性较好，可以降低顺式氟硅橡胶的玻璃化转变温度，进一步克服了顺式氟硅橡胶在低温下的使用缺陷。由于苯基具有稳定自由基的作用，二苯基链节提高了该顺式氟硅共聚物的高温及耐辐照性能，此外二苯基链节的引入也会进一步提高氟硅橡胶的阻尼性能。
[0014](2)与现有技术相比，本专利技术采用开环速率较高的环三硅氧烷，解决了共聚过程中聚合速率的差异，能够使二苯基链节、二甲基链节和二乙基链节均匀的分布在聚合物链上。
[0015](3)本专利技术引入的侧基为同一基团的环三硅氧烷环体，与顺式甲基三氟丙基环三硅氧烷进行共聚，不会破坏顺式氟硅共聚物分子链的规整性，从而不会降低顺式氟硅共聚物的拉伸自增强能力。
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示出了实施例1与对比例1所制备的氟硅共聚物的热失重曲线(简称TG曲线)；
[0018]图2示出了实施例1、对比例1与对比例4制备的氟硅共聚物橡胶的DMA曲线；
[0019]图3示出了实施例3与对比例1制备的氟硅聚合物的DSC曲线；
[0020]图4示出了实施例3所制备的高顺式氟硅共聚物偏光显微镜照片；
[0021]图5示出了本专利技术实施例1高顺式氟硅共聚物的核磁氟谱。
具体实施方式
[0022]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。
[0023]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。
[0024]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。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]在本专利技术的一个示例性实施例中，高顺式氟硅共聚物的结构通式如下：
[0028][0029]其中，R
f
为三氟丙基，R为苯基、乙基和甲基中的一种或多种；X/(X+3m+3n)＝0.1％
‑
50％，m/(m+n)＝0.1
‑
1。
[0030]其中，顺式甲基三氟丙基硅氧烷链节含量不低于20％，分子量为1万
‑
150万。高顺式氟硅共聚物中高顺式是指三个相连的且立体构型相同的甲基三氟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高顺式氟硅共聚物，其特征在于，所述高顺式氟硅共聚物的结构通式如下：其中，R
f
为三氟丙基，R为苯基、乙基和甲基中的一种或多种；X/(X+3m+3n)＝0.1％
‑
50％，m/(m+n)＝0.1
‑
1；其中，顺式甲基三氟丙基硅氧烷链节含量不低于20％，分子量为1万
‑
150万。2.根据权利要求1所述的高顺式氟硅共聚物，其特征在于，所述顺式甲基三氟丙基硅氧烷链节含量不低于50％，进一步，所述顺式甲基三氟丙基硅氧烷链节含量不低于70％。3.根据权利要求1所述的高顺式氟硅共聚物，其特征在于，所述高顺式氟硅共聚物中二甲基链节含量为0.1％
‑
50％；或二乙基链节含量为0.1％
‑
50％；或二苯基链节含量为0.1％
‑
50％。4.根据权利要求1所述的高顺式氟硅共聚物，其特征在于，所述分子量为30万
‑
100万；进一步，所述分子量为50万
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80万。5.一种如权利要求1至4任意一项所述高顺式氟硅共聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将含有反式与顺式甲基三...

【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：