【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自修复材料领域，具体涉及一种无溶剂的室温自修复聚硅氧烷弹性体及其制备方法。
技术介绍
1、聚硅氧烷是一类以重复的si-o键为主链，硅原子上直接连接有机基团的聚合物。由于出色的耐热耐寒性、分子柔性、疏水性等优点，在国民经济的各个领域具有广泛的应用。其中，硅橡胶是聚硅氧烷中最重要的产品之一，是通过硅醇缩聚反应、硅氢加成反应等方式形成具有永久性共价键交联网络的交联体系。由于含有不可逆的永久交联结构，硅橡胶材料在使用中经老化或外力破坏后，橡胶弹性或密封性能丧失。
2、近年来，可逆动态键的提出为硅橡胶材料的自修复和重复使用提供了可能。可逆动态键在不同环境的作用(温度、光照、电、力和ph等)下，通过动态键交换实现交联网络的自修复，使被破坏的硅橡胶材料可以恢复弹性或密封性能。目前研究较多的动态共价键有亚胺键、双硫键、diels-alder(da)键、硼酸酯键/硼氧键、金属配位键、氢键、离子键等。中国专利201910658685.1(基于亚胺键的可自修复、可回收有机硅弹性体及其制备方法)中通过含氨基聚硅氧烷衍生物与扩链剂含醛基直链单体衍生物、交联剂三(4-氨基苯基)胺通过氨基与醛基的缩合反应生成主链含动态亚胺键的有机聚硅氧烷弹性体。中国专利201811318782.8(一种基于亚胺键的自修复弹性材料及其制备方法)中通过戊二醛、三聚氰胺、氨基封端的聚硅氧烷通过氨基与醛基的缩合反应，并加入金属离子，制备具有亚胺结构的聚硅氧烷交联体系。
3、上述公开报道的制备自修复聚硅氧烷弹性体需要在有机溶剂中进行反应，再经复杂
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种无溶剂室温自修复聚硅氧烷弹性体及其制备方法。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、本专利技术的第一方面，涉及一种无溶剂的室温自修复聚硅氧烷弹性体制备方法，包括以下步骤：
4、1)含多元苯环醛基交联剂与侧链氨丙基改性聚硅氧烷在无溶剂条件下，经第一阶段加热反应得到固化前聚体；
5、(2)固化前聚体在压力作用下排气；
6、(3)压力排气后的产物，经第二阶段加热固化反应，得到具有自修复功能聚硅氧烷弹性体材料。
7、本专利技术的第二方面，涉及上述制备方法制得的自修复聚硅氧烷弹性体。
8、本专利技术的第三方面，涉及上述的自修复聚硅氧烷弹性体在制备航空材料、电子产品或者建筑材料中的应用。
9、在本申请的一些优选的技术方案中：
10、(1)含多元苯环醛基交联剂与侧链氨丙基改性聚硅氧烷在搅拌加热条件下(第一阶段加热反应)，发生交联反应得到固化前聚体；
11、所述反应的温度优选为100～130℃，针对本申请的制备方法中的反应温度进行以下补充：因为制备自修复聚硅氧烷弹性体是在无溶剂的条件下进行反应，侧链氨丙基改性聚硅氧烷粘度很高，低温条件下其流动很差。在反应过程中，温度低于100℃时不利于动态亚胺键的生成，致使体系交联密度过低，影响弹性体的性能。反应温度高于130℃时，虽然会增加侧链氨丙基聚硅氧烷的流动，但是体系交联程度过大，材料变得硬而脆，影响后续排气和第二阶段加热反应的效果。在100～130℃范围内，根据温度高低和反应程度将反应时间缩短至0.5小时或延长至1.5小时。
12、(2)在压力条件下，使固化前聚体材料排出空气；
13、所述的排气压力优选为5～7mpa，时间优选为20～40分钟。针对本申请的制备方法中的施加的压力和时间进行以下补充：因为搅拌加热工艺结束后，因含多元苯环结构的聚硅氧烷弹性体黏度很高，材料内部因搅拌产生大量的气泡，因此需要施加压力排除材料内的气泡。在实践中，施加压力大于7mpa时，体系容易被压碎；施加压力低于5mpa时，体系内部的气泡较难排除。在5～7mpa的压力范围内，根据施加压力的不同，最短可以在20分钟内排除材料中的气泡，在后续第二阶段加热反应中得到力学性能较好的样品；最长在40分钟可以排除材料中的气泡。更长的排气时间对材料的第二阶段加热反应结果没有影响。
14、(3)压缩排气后的固化前聚体材料，经第二阶段加热反应形成具有室温自修复能力的聚硅氧烷弹性体。
15、所述的加热固化反应温度优选为70～90℃，固化时间优选为1～3小时。针对本申请的制备方法中固化温度和时间进行以下补充：之所以进行固化，就是让聚硅氧烷弹性体材料进行二次交联。如果固化温度过高和时间过长，使得聚硅氧烷弹性体材料过度交联，进而影响材料的自修复和力学性能。倘若固化温度过低和时间过短，使得聚硅氧烷弹性体材料的交联程度不够，进而影响材料的自修复和力学性能。在实践中，第二阶段加热温度为90℃时，固化1小时即可得到性能较好的弹性体材料；第二阶段加热温度为70℃时，固化3小时才能够得到性能较好的弹性体材料。
16、为了与上述反应的加热温度和时间等条件相配合，所述的醛基交联剂与侧链氨丙基聚硅氧烷上的氨丙基官能团摩尔比为0.5～1.25。
17、本专利技术的有益效果：
18、(1)本专利技术的制备方法具有工艺简单、无溶剂、环保的特点，得到的聚硅氧烷弹性体具有良好的力学性能、在室温条件下快速自修复性能。
19、(2)本专利技术以刚性多元苯环结构为交联剂增加聚合物交联网络的刚性，结合加热反应和压力排气技术调控材料的密度和交联度，进而调控聚硅氧烷弹性体的力学性能和自修复性能，得到的聚硅氧烷弹性体具有良好的力学性能，且在室温条件下可快速自修复。
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1.一种无溶剂的室温自修复聚硅氧烷弹性体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述室温自修复聚硅氧烷弹性体制备方法，其特征在于，所述含多元苯环醛基交联剂为1,3,5-三(4-甲酰基苯基)苯。
3.根据权利要求1所述室温自修复聚硅氧烷弹性体制备方法，其特征在于，所述第一阶段加热反应的温度为100～130℃，反应时间0.5～1.5小时。
4.根据权利要求1所述室温自修复聚硅氧烷弹性体制备方法，其特征在于，所述固化前聚体在压力作用下排气步骤中，压力5～7Mpa、进行20～40分钟压缩排除体系中的空气。
5.根据权利要求1所述室温自修复聚硅氧烷弹性体制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：第二阶段加热固化反应的温度为70～90℃，固化时间1～3小时。
6.根据权利要求1所述室温自修复聚硅氧烷弹性体制备方法，其特征在于，所述含多元苯环醛基交联剂与侧链氨丙基改性聚硅氧烷的官能团摩尔比为0.5～1.25。
【技术特征摘要】
1.一种无溶剂的室温自修复聚硅氧烷弹性体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述室温自修复聚硅氧烷弹性体制备方法，其特征在于，所述含多元苯环醛基交联剂为1,3,5-三(4-甲酰基苯基)苯。
3.根据权利要求1所述室温自修复聚硅氧烷弹性体制备方法，其特征在于，所述第一阶段加热反应的温度为100～130℃，反应时间0.5～1.5小时。
4.根据权利要求1所述室温自修复聚硅氧烷弹性体制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈鹏，宋士康，曹明，夏茹，钱家盛，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：
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