【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高分子材料，特别是涉及一种聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、硅橡胶是现阶段应用最为广泛的一种合成橡胶，其分子主链是以硅氧键为主要结构单元，以有机基团为侧基的线性高分子聚合物。硅橡胶主链结构中si-o键键能约为451k/mol，高于普通橡胶分子主链的c-c键键能306kj/mol，因此在高温环境中，硅橡胶受热降解的作用明显小于其他通用橡胶，硅橡胶凭借优异的耐高温稳定性，常用作耐高温弹性材料在航空航天、电器机械等领域应用。
2、目前，随着尖端科技水平的不断进步，对硅橡胶的耐温性能也提出更严苛的要求。针对硅橡胶热老化降解机理的不断分析，研究人员通过填充硅氮烷改性白炭黑、多种金属氧化物耐热剂的复配与改性以及使用新型交联体系等方式都可以在一定程度上阻碍硅氧烷橡胶侧基的氧化与主链的解聚效应。但在持续的超高温环境中，改性耐热添加剂与交联剂都只能延缓硅橡胶分子链si-o键的无规降解，随着热效应不断积累，最终导致硅橡胶失去弹性。通过引入大体积官能团增强硅橡胶的位阻效应，可以有效阻碍空气中的氧进攻分子主链上的si原子，如主链引入碳十硼烷或环硅氮烷结构等，但在400℃高温条件下b原子会引发分子链段的无机化反应，也将导致分子链缠结从而失去橡胶弹性。
3、除了在分子主链中引入大体积链段可抑制环化反应发生、提高硅橡胶的耐高温性能外，引入侧基苯基、氟烃基对硅橡胶的耐高温性能的影响也十分明显，比如苯基、甲基、乙基、丙基等。其中，聚甲基苯基硅氧烷的耐高温性能远优于聚二甲基硅氧烷，但现有的甲基苯基硅
4、有鉴于此，针对以上现有技术的不足，本专利技术提供了一种聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物及其制备方法，本专利技术制备的聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物兼具优良的耐热性和力学性能，且该制备方法工艺简单，可操作性强，易于工程化。
技术实现思路
1、(1)要解决的技术问题
2、本专利技术的目的提供了一种聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物及其制备方法，以解决现有技术中硅橡胶耐热性差、弹性差及加工性能差的问题。
3、(2)技术方案
4、为了解决上述问题，本专利技术一方面提供了一种聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物，所述聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物包括二甲基硅氧烷链段、甲基苯硅氧烷链段和梯形聚苯基倍半硅氧烷链段，所述二甲基硅氧烷链段的摩尔分数为30％～60％，所述甲基苯硅氧烷链段的摩尔分数为30％～60％，所述梯形聚苯基倍半硅氧烷链段的摩尔分数为10％～20％。
5、本专利技术另一方面提供了一种聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的制备方法，步骤如下：
6、s1：取羟基封端的聚苯基甲基硅氧烷置于反应容器中，加入有机溶剂将其完全溶解，然后加入苯基三氯硅烷和叔胺类碱性有机物，在搅拌条件下反应6h～7h；
7、s2：将步骤s1得到的产物过滤，取上清液于另一反应器中，加入聚苯基倍半硅氧烷和叔胺类碱性有机物，在搅拌条件下反应6h～7h；
8、s3：将步骤s2得到的产物蒸发，以去除溶剂，即得所述聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物。
9、优选地，步骤s1和s2中，所述有机溶剂甲基四氢呋喃、四氢呋喃、γ-戊内酯、环戊基甲醚中的至少一种，所述叔胺类碱性有机物为三烷基叔胺中的至少一种。
10、优选地，步骤s2中，所述聚苯基倍半硅氧烷为梯形聚苯基倍半硅氧烷，梯形聚苯基倍半硅氧烷的结构简式可用dxdph ytphz表示，其中d代表二甲基硅氧烷链节(me2sio)、dph代表甲基苯硅氧烷链节(me(ph)sio)、τph代表苯基倍半硅氧烷链节(phsio1.5)，x、y与z分别表示各链段在嵌段共聚硅橡胶中的摩尔分数。
11、优选地，步骤s1中，所述羟基封端的聚苯基甲基硅氧烷中侧甲基与苯基的摩尔比为(2～5):1，所述羟基封端的聚苯基甲基硅氧烷、苯基三氯硅烷、叔胺类碱性有机物的摩尔比为1:(2～2.5):(2～2.2)。
12、需要说明是，所述化学反应的原理为苯基三氯硅烷与聚苯基甲基硅氧烷的羟基发生水解取代反应，生成苯基氯硅烷封端的聚苯基甲基硅氧烷，产生的氯化氢副产物则通过叔胺类碱性有机物去除。
13、优选地，所述梯形聚苯基倍半硅氧烷与所述羟基封端的聚苯基甲基硅氧烷的摩尔比为(0.15～0.3)：1。
14、优选地，步骤s2中，所述叔胺类碱性有机物与所述梯形聚苯基倍半硅氧烷的摩尔比为(4～4.5):1。
15、优选地，所述梯形聚苯基倍半硅氧烷的制备方法为：将装有强碱性水溶液的反应容器加热至设定温度，然后在搅拌条件下滴加苯基三甲氧基硅烷，滴加完毕后恒温反应，反应结束后冷却至室温，再调节ph至中性，最后抽滤烘干，即得所述梯形聚苯基倍半硅氧烷。
16、更优选地，所述设定温度为50℃～60℃；所述搅拌的速度为500rpm～550rpm。
17、更优选地，所述强碱性水溶液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液中的一种，所述强碱与苯基三甲氧基硅烷的摩尔比为(3.5～4):1，强碱的浓度为浓度为1mol/l～2mol/l。
18、更优选地，使用弱酸调节体系ph，且所述弱酸为甲酸、醋酸、次氯酸、亚硝酸、磷酸中的一种。
19、本专利技术还提供了一种聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的在橡胶制品中的应用。
20、优选地，将所述聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物与耐热添加剂、交联剂、补强剂经过处理制成橡胶制品。
21、更优选地，将所述聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物、耐热添加剂与补强剂混合并搅拌均匀，然后过辊若干次得到橡胶基膏；将所得橡胶基膏于室温下放置1d～2d后，与交联剂混合2min～5min，然后于室温下硫化7d～8d，即得所述橡胶制品。
22、(3)有益效果
23、综上，本专利技术上述技术方案具有如下优点：
24、本专利技术采用自制的梯形聚苯基倍半硅氧烷对聚苯基甲基硅氧烷进行改性，制备得到一种含有二甲基硅氧烷链段、甲基苯硅氧烷链段和梯形聚苯基倍半硅氧烷链段的聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物，采用该共聚物制备的橡胶制品具有优秀的耐高温性及力学性能，通过控制各链段所占摩尔分数比，解决各链段的含量对橡本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物，其特征在于：所述聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物包括二甲基硅氧烷链段、甲基苯硅氧烷链段和梯形聚苯基倍半硅氧烷链段，所述二甲基硅氧烷链段的摩尔分数为30％～60％，所述甲基苯硅氧烷链段的摩尔分数为30％～60％，所述梯形聚苯基倍半硅氧烷链段的摩尔分数为10％～20％。
2.一种聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述有机溶剂甲基四氢呋喃、四氢呋喃、γ-戊内酯、环戊基甲醚中的至少一种，步骤S1和S2中，所述叔胺类碱性有机物为三烷基叔胺中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述聚苯基倍半硅氧烷为梯形聚苯基倍半硅氧烷。
5.根据权利要求4所述的聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的制备方法，其特征在于：步骤S1中，所述羟基封端的聚苯基甲基硅氧烷中侧甲基与苯基的摩尔比为(2～5):1，所述羟基封端的聚苯基甲基硅氧烷、苯基三氯硅烷、叔胺类碱性有机物
6.根据权利4所述的聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的制备方法，其特征在于：所述梯形聚苯基倍半硅氧烷与所述羟基封端的聚苯基甲基硅氧烷的摩尔比为(0.15～0.3)：1。
7.根据权利要求4所述的聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的制备方法，其特征在于：步骤S2中，所述叔胺类碱性有机物与所述梯形聚苯基倍半硅氧烷的摩尔比为(4～4.5):1。
8.根据要求4所述的聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的制备方法，其特征在于：所述梯形聚苯基倍半硅氧烷的制备方法为：将装有强碱性水溶液的反应容器加热至设定温度，然后在搅拌条件下滴加苯基三甲氧基硅烷，滴加完毕后恒温反应，反应结束后冷却至室温，再调节pH至中性，最后抽滤烘干，即得所述梯形聚苯基倍半硅氧烷。
9.根据权利要求8所述的聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的制备方法，其特征在于：所述强碱性水溶液为氢氧化钠水溶液、氢氧化钾水溶液中的一种，所述强碱与苯基三甲氧基硅烷的摩尔比为(3.5～4):1。
10.一种聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的应用，其特征在于：权利要求2-9任一项权利要求所述的制备方法制备的聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物在橡胶制品中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物，其特征在于：所述聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物包括二甲基硅氧烷链段、甲基苯硅氧烷链段和梯形聚苯基倍半硅氧烷链段，所述二甲基硅氧烷链段的摩尔分数为30％～60％，所述甲基苯硅氧烷链段的摩尔分数为30％～60％，所述梯形聚苯基倍半硅氧烷链段的摩尔分数为10％～20％。
2.一种聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述有机溶剂甲基四氢呋喃、四氢呋喃、γ-戊内酯、环戊基甲醚中的至少一种，步骤s1和s2中，所述叔胺类碱性有机物为三烷基叔胺中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述聚苯基倍半硅氧烷为梯形聚苯基倍半硅氧烷。
5.根据权利要求4所述的聚苯基倍半硅氧烷嵌段共聚物的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述羟基封端的聚苯基甲基硅氧烷中侧甲基与苯基的摩尔比为(2～5):1，所述羟基封端的聚苯基甲基硅氧烷、苯基三氯硅烷、叔胺类碱性有机物的摩尔比为1:(2～2.5):(2～2....
【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑞宁，王瑞欣，窦鹏，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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