一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷的制作方法

    专利查询2025-06-20  32


    本发明属于高分子材料,具体涉及一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷。


    背景技术:

    1、聚硅氧烷(如硅油、硅橡胶、硅树脂等)以其良好的热稳定性和辐射稳定性、高透气性、低介电常数、低温柔韧性、电气绝缘、阻尼和优异的生物相容性在工业生产和日常生活中发挥着重要作用。特别是在航天航空、电子电气、武器装备等高端技术领域得到了广泛的应用,聚硅氧烷已经成为日常生活和国家综合实力中不可缺少的高分子材料之一。

    2、线型聚硅氧烷是以重复的s i-o键为主链,侧链连接有机基团的聚合物,也是聚硅氧烷研究领域中最常见的一类硅氧烷聚合物,其中聚二甲基硅氧烷(pdms)最为常见,然而,pdms的转变温度(tg)在-123℃左右,结晶温度在-50℃左右,这限制了其在低温下的应用。通过引入饿肚肚日本籍硅氧烷单元可进一步提升其低温结晶的问题。苯基硅氧烷的引入可以有效破坏聚硅氧烷分子结构的规整性,降低聚合物的结晶温度,使得聚合物在更低温度下保持良好的弹性,从而有效提高耐低温性能,拓宽其在低温领域中的应用,并且不会显著改变玻璃化转变温度。但是,由于苯基环硅氧烷单体与甲基环硅氧烷单体的开环反应活性相差较大,且苯基环硅氧烷单体较大的空间位阻导致开环聚合过程会产生较大的滞后性从而影响苯基聚硅氧烷的性能,因此,亟需一种具有稳定的耐低温辐照性能的苯基高分子聚硅氧烷解决上述问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷,以解决背景技术中现有苯基聚硅氧烷耐低温辐照性能较差的问题。

    2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

    3、一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷,化学结构式为:

    4、分子量为3×105-10×105,苯基含量为5-25mo l%,乙烯基含量为0.1-0.35mo l%;

    5、所述苯基高分子聚硅氧烷,通过如下步骤制备:

    6、s1.将八甲基环四硅氧烷于50-70℃条件下搅拌反应0.5-1h,加入四甲基氢氧化铵(tmah)碱胶催化剂反应2-4h后,再加入双甲基双苯基环硅氧烷和四甲基二乙烯基二硅氧烷,升温至90-110℃,加入ch2=ch-nbul i碱胶催化剂,继续反应2-4h得到基体;

    7、s2.真空条件下,向基体中加入六甲基二硅氧烷,升温至160-180℃,将反应体系压强控制成负压状态反应1-2h,脱除体系中的小分子至无液体滴出,自然冷却至室温(25-30℃),得到耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷。

    8、进一步的,所述s1中八甲基环四硅氧烷、双甲基双苯基环硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷、四甲基氢氧化铵碱胶催化剂和ch2=ch-nbul i碱胶催化剂的重量份数分别为100-120份、7-30份、2-4份、3-6份、1-4份。

    9、进一步的,所述s2中基体与六甲基二硅氧烷的重量份数分别为100-120份、0.04-0.1份。

    10、进一步的,所述ch2=ch-nbul i碱胶催化剂的制备方法,包括以下步骤:

    11、向八甲基环四硅氧烷和四甲基二乙烯基二硅氧烷混合单体中加入正丁基锂(nbuli),于50-70℃搅拌反应1-2h,加入dmf(n,n二甲基甲酰胺)后再继续反应1-3h,得到乙烯基-nbul i碱胶。

    12、进一步的,所述八甲基环四硅氧烷和四甲基二乙烯基二硅氧烷的摩尔比为2:3。

    13、进一步的,所述混合单体、正丁基锂和dmf的重量份数分别为60-80份、1-2份、10-12份。

    14、进一步的,所述搅拌转速为100-300rpm。

    15、与现有技术相比,本发明的有益效果:

    16、1.本发明了一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷,通过两步双催化体系合成,先通过活性较大的四甲基氢氧化铵碱胶催化剂对八甲基环四硅氧烷进行开环形成活性中心,在利用活性较小的乙烯基-nbuli碱胶催化剂将双甲基双苯基环硅氧烷和四甲基二乙烯基二硅氧烷连接到开环链上,完成链的增长,最后利用封端剂六甲基二硅氧烷与活性中心反应,促使链终止,得到一种硅橡胶生胶甲基苯基乙烯基高分子聚硅氧烷;其状态呈现透明或带乳白光,无机械杂质,苯基含量为5-25mo l%,乙烯基含量为0.1-0.35mo l%,分子量为3×105-10×105。

    17、2.本发明制备的耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷,不仅具有乙烯硅橡胶的一系列特性,还通过引入苯基提高其耐低温性能、耐辐照、耐烧灼和自熄性,是宇航工业、尖端科技的材料之一。可广泛用作各种模压和挤出制品,用于耐寒和耐烧灼,耐热老化和耐辐射部位的密封圈、垫、管材、棒材。也可用于制作各种用途制品,如:制作阻尼材料,压敏胶等。

    18、3.通过双催化剂两步法,避免苯基环硅氧烷单体和甲基环硅氧烷单体的开环反应活性相差较大以及苯基环硅氧烷单体空间位阻较大导致的开环聚合过程中较大的滞后性,从而影响聚合程度的问题,制备得到的硅橡胶生胶副产物含量低,反应过程稳定可控易重现,苯基及乙烯基含量稳定,同时避免出现链支化的情况。



    技术特征:

    1.一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷,其特征在于,所述聚硅氧烷的化学结构式为:

    2.根据权利要求1所述的一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷,其特征在于,所述聚硅氧烷,通过如下步骤制备:

    3.根据权利要求2所述的一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷,其特征在于,所述s1中八甲基环四硅氧烷、双甲基双苯基环硅氧烷、四甲基二乙烯基二硅氧烷、四甲基氢氧化铵碱胶催化剂和ch2=ch-nbuli碱胶催化剂的重量份数分别为100-120份、7-30份、2-4份、3-6份、1-4份。

    4.根据权利要求2所述的一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷,其特征在于,所述s2中基体与六甲基二硅氧烷的重量份数分别为100-120份、0.04-0.1份。

    5.根据权利要求2所述的一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷,其特征在于,所述搅拌转速为100-300rpm。

    6.根据权利要求2所述的一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷,其特征在于,所述ch2=ch-nbuli碱胶催化剂的制备方法,包括以下步骤:

    7.根据权利要求6所述的一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷,其特征在于,所述八甲基环四硅氧烷和四甲基二乙烯基二硅氧烷的摩尔比为2:3。

    8.根据权利要求6所述的一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷,其特征在于,所述混合单体、正丁基锂和dmf的重量份数分别为60-80份、1-2份、10-12份。

    9.根据权利要求6所述的一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷,其特征在于,所述搅拌转速为100-300rpm。


    技术总结
    本发明公开了一种耐低温辐照的苯基高分子聚硅氧烷,属于高分子材料技术领域。通过两步双催化体系合成,先通过活性较大的四甲基氢氧化铵碱胶催化剂对八甲基环四硅氧烷进行开环形成活性中心,在利用活性较小的乙烯基‑nBuL i碱胶催化剂将双甲基双苯基环硅氧烷和四甲基二乙烯基二硅氧烷连接到开环链上,完成链的增长,最后利用封端剂六甲基二硅氧烷与活性中心反应,促使链终止,得到一种硅橡胶生胶甲基苯基乙烯基高分子聚硅氧烷;其状态呈现透明或带乳白光,无机械杂质,苯基含量为5‑25mo l%,乙烯基含量为0.1‑0.35mo l%,分子量为3×10<supgt;5</supgt;‑10×10<supgt;5</supgt;。

    技术研发人员:王新涛
    受保护的技术使用者:蚌埠艾优新材料有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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