一种具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属工业用高分子胶粘剂合成技术领域，公开了一种具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶及其制备方法与应用。所述耐高温厌氧胶由以下组分按重量份数所组成：甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷2～40份，甲基丙烯酸酯单体50～100份，阻聚剂0.1～10份，金属螯合剂0.1～10份，引发剂1～20份，促进剂0.5～10份，辅料1～5份。本发明专利技术可制备得到高纯度功能化笼型倍半硅氧烷，通过添加功能化笼型倍半硅氧烷来提高厌氧胶黏剂的交联密度，提高耐热性，合成一种具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶，耐高温可达350℃，可满足工业在高温环境中对厌氧胶的需求。高温环境中对厌氧胶的需求。高温环境中对厌氧胶的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于工业用高分子胶粘剂合成
，具体涉及一种具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]厌氧胶粘剂具有厌氧固化特性，在富氧环境中保持液体不会固化。当厌氧胶粘剂所处环境中氧气被消耗或者没有氧气时会发生固化反应。厌氧胶由于固化条件温和，粘接性能和密封性能优良，耐腐蚀性能好，广泛应用于与螺纹锁固，微孔密封，机械制造。随着工业的不断完善，航空航天，机械，交通运输行业的快速发展，工业对厌氧胶耐热性能的要求随之提高。目前提高厌氧胶的耐热性能主要从三个方面入手。第一方面是合成具有耐热结构的丙烯酸酯单体。第二方面是加入具有耐高温性能的树脂，如苯并苯并噁嗪，聚酰亚胺以及双马来酰基亚胺。第三方面是在厌氧胶中添加无机材料对厌氧胶进行改性。目前，由于无机材料的兴起，在有机聚合物中添加无机材料或者无机
‑
有机杂化材料。对聚合物材料进行改性的效果明显。多面体低聚倍半硅氧烷(Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane—POSS)长期以来作为重要的功能化技术材料，广泛应用于改进热固性和热塑性材料的性能，去提高材料的耐热性。多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)是由具有通式(RSiO
3/2
)的硅
‑
氧骨架组成的结构明确的化合物，其中R是H、烷基、亚烷基、芳基、芳香基或它们的衍生物，它们是反应性或惰性官能团。在聚合物改性材料的研究中，功能化POSS作为无机
‑
有机杂化材料展现出独特的优势。POSS具有独特的纳米笼状结构，具有独特的物理化学性质，比如耐化学性、机械韧性、热稳定性和疏水性。正是这种纳米笼状结构与大多数聚合物的链段尺寸相当，因此POSS可以用于修饰聚合物的局部微观结构和链的流动性。纳米结构的POSS在分子水平上溶解在聚合物基质中，笼型倍半硅氧烷可以提高复合材料的最大分解温度和抗热氧化性能，复合材料的热稳定性提高的原因在于SiO2保护层的形成可以使聚合物材料刚性化，防止原始聚合物的进一步降解。基于目前一般的厌氧结构胶在常温条件下有较好粘接强度，但在耐热性方面都不太理想，主要是表现在150℃或以上的工作条件下，粘接强度会出现大幅下降，难以满足金属机械、电子电气,航空航天等行业对于高温条件下的粘接要求。所以有必要合成一种耐高温的厌氧胶粘剂去满足工业在高温环境中对厌氧胶的需求。

技术实现思路

[0003]针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本专利技术的首要目的是提供一种具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶。
[0004]本专利技术的再一目的是提供一种具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶的其制备方法。
[0005]本专利技术的又一目的是提供上述具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶的应用。
[0006]本专利技术所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
[0007]一种具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶，所述耐高温厌氧胶由以下组分按重量份数所组成：
[0008][0009]优选地，所述耐高温厌氧胶由以下组分按重量份数所组成：
[0010][0011]优选地，所述甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷为γ
‑
甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷，由γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)在酸性条件下发生水解缩合反应制备得到。
[0012]优选地，所述的γ
‑
甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷的制备方法具体如下：向乙醇水溶液中，滴加混酸溶液至pH为4～5，滴加γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，调整温度至35～40℃，恒温反应72～90h，得到均一透明溶液后，调整溶液pH至7，蒸馏，得到γ
‑
甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷。
[0013]优选地，所述γ
‑
甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷结构式如下：
[0014][0015]优选地，所述乙醇水溶液中无水乙醇与水的质量比为6～7:10，所述混酸溶液为硝酸和三氟甲磺酸按体积比为1:1～3配制。
[0016]优选地，所述γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷与乙醇水溶液质量比为1:8～10。
[0017]优选地，所述的甲基丙烯酸酯单体为三缩乙二醇二甲基丙烯酸酯，双酚A环氧二甲基丙烯酸酯，1,6
‑
己二醇二丙烯酸酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中的一种或几种的混合物；
[0018]所述的阻聚剂为对苯二酚，马来酸，对甲氧基苯酚，对叔丁基苯酚中的一种或几种的混合物。
[0019]优选地，所述的金属螯合剂乙二胺四乙酸四钠盐、乙二胺四乙酸二钠盐中的至少一种；
[0020]所述的引发剂异丙苯过氧化氢，过氧化氢二异丙苯，叔丁基过氧化氢中的一种或几种的混合物。
[0021]所述的促进剂为邻苯磺酰亚胺，乙酰苯肼，三乙胺中的一种或几种的混合物。
[0022]所述的辅料为甘油，水的一种或两种的混合物。
[0023]一种制备上述耐高温厌氧胶的方法，包括如下步骤：
[0024](1)80℃～90℃搅拌条件下，按比例将甲基丙烯酸酯单体与甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷搅拌均匀，再按比例加入金属螯合剂，阻聚剂，促进剂，搅拌1～2h，降温至50℃～55℃，加入辅料和引发剂，继续搅拌1～2h，搅拌均匀后得到具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶。
[0025]上述耐高温厌氧胶在化工管道，汽车装配、金属件的锁固、密封、固持中的应用。
[0026]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点及有益效果：
[0027](1)本专利技术成功制备得到高纯度功能化笼型倍半硅氧烷，通过添加功能化笼型倍半硅氧烷来提高厌氧胶黏剂的交联密度，提高耐热性。高纯度的功能化笼型倍半硅氧烷对于材料的耐热性极为重要，因为不纯的功能化笼型倍半硅氧烷会导致材料分相，在高温环境中容易产生裂纹，不利于提高材料的耐热性。
[0028](2)采用本专利技术方法制备的具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶可根据需要调制成各种形态的厌氧胶，应用于在化工管道，汽车装配、机械制造和维修领域金属件的锁固、密封、固持。尤其适用于此类部件的耐高温锁固、密封场合，也可适用于表面有油污的零件的锁固、密封、固持，固化后的胶粘剂有很好的耐高温性能，耐高温可达350℃。具体测试的热重数据以及力学性能见图1，图2和表2，表3。
附图说明
[0029]图1为实施例与对比例所得厌氧胶粘剂的热重测试结果。
[0030]图2为实施例与对比例所得厌氧胶粘剂的热重曲线局部放大图。
[0031]图3a，图3b，图3c，图3d分别是γ
‑
甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷的红外图谱，核磁氢谱，热重曲线以及具体的化学结构式。
具体实施方式
[0032]下面结合实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶，其特征在于，所述耐高温厌氧胶由以下组分按重量份数所组成：2.根据权利要求1所述的具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶，其特征在于，所述耐高温厌氧胶由以下组分按重量份数所组成：3.根据权利要求1所述的具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶，其特征在于，所述甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷为γ
‑
甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷，由γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷在酸性条件下发生水解反应制备得到。4.根据权利要求3所述的具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶，其特征在于，所述的γ
‑
甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷的制备方法具体如下：向乙醇水溶液中，滴加混酸溶液至pH为4～5，滴加γ
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，调整温度至35～40℃，恒温反应72～90h，得到均一透明溶液后，调整溶液pH至7，蒸馏，得到γ
‑
甲基丙烯酰氧丙基笼型倍半硅氧烷。5.根据权利要求4所述的具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶，其特征在于，所述乙醇水溶液中无水乙醇与水的质量比为6～7:10，所述混酸溶液为硝酸和三氟甲磺酸按体积比为1:1～3配制。
6.根据权利要求4所述的具有功能化笼型倍半硅氧烷结构的耐高温厌氧胶，其特征在于，所述γ...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁利岩，付立夫，秦静静，吴孟钦，刘小红，刘家铭，施敏，王劲松，
申请(专利权)人：国科广化南雄新材料研究院有限公司国科广化精细化工孵化器南雄有限公司国科广化韶关新材料研究院，
类型：发明
国别省市：