一种硅橡胶的制备方法与流程

文档序号:25215366发布日期:2021-05-28 14:12阅读:301来源:国知局

本发明涉及一种硅橡胶的制备方法,尤其是涉及一种以非金属化合物作为催化剂,制备硅橡胶的方法。



背景技术:

硅橡胶具有耐热性、耐寒性、电绝缘性、压缩永久变形等优异的物理性能。目前,硅橡胶组合物(也称液体硅橡胶)包括生胶、贵金属催化剂和交联剂。生胶一般在铂、铑、钯等贵金属催化剂作用下,发生硅氢化反应制备成硅橡胶。但是,硅氢化反应使用的贵金属催化剂催化活性非常高,在室温下即可催化硅氢化反应。因此,一般在反应过程中要加入固化延迟剂,使其在室温下稳定,升高温度后才可以发生反应。然而,常用的固化延迟剂为缺电子的烯烃,例如炔醇、马来酸二甲酯、富马酸二甲酯等,这些固化延迟剂与贵金属催化剂具有较弱的配位能力,因此只能延缓反应速率,不能阻止硅氢化反应的发生。再当温度高于固化延迟剂的沸点时,固化延迟剂挥发,贵金属催化剂催化速率迅速加快,液体硅橡胶经硅氢化反应制备成硅橡胶。因此,液体硅橡胶在反应过程中都需要加入固化延迟剂,一方面减缓其在室温下反应速度,延长其操作时间(20℃下可达3天);另一方面在反应过程中升温使其迅速固化(一般在100℃以上)。

目前,工业上常用的固化延迟剂往往需要加入比较多的量才能够达到比较好的抑制效果,这导致硅橡胶组合物的固化时间增加,可控性较差。而且,在一些对于温度使用较为敏感的器件封装时,如要求固化温度低于100℃,甚至是低于80℃时,其操作时间较长。

此外,金属催化剂的缺点如下:(1)价格昂贵;(2)加成型双组分室温硫化硅橡胶使用的铂催化剂活性极高,很容易与一些其它物质发生反应而失去活性,因此胶料如果接触某些物质就可能使催化剂失效,导致硅橡胶不固化,我们称这种现象为“催化剂中毒”。容易使铂催化剂中毒的物质主要是含有s、p、n的有机化合物,水或醇,有机酸的金属盐等。如:软质pvc、用硫磺硫化的橡胶、胺固化的环氧树脂、含p洗衣粉清洗的工具、有机锡、聚氨酯、缩合型硅橡胶、某些油漆等。所以在使用加成型双组分室温硫化硅橡胶时,周围尽量不要有其它有机化合物;(3)有颜色。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明提出了一种以非金属化合物作为催化剂制备硅橡胶的方法,克服了金属催化剂存在的缺陷。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是:一种硅橡胶的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:

步骤1),将组分a、组分b、组分c混合均匀;所述组分a为100质量份有机氢聚硅氧烷,所述有机氢聚硅氧烷为含有三个及以上的si-h的有机氢聚硅氧烷;所述组分b为0.5~5质量份交联剂,所述交联剂为二酮化合物;所述组分c为0.01~0.2质量份硅氢加成催化剂,所述硅氢加成催化剂为非金属催化剂;

步骤2),将步骤1)中得到的混合物进行加热固化反应,得到硅橡胶;所述加热固化反应的温度为10~100℃。

进一步地,所述步骤3)中加热固化反应的温度为20~40℃。

进一步地,所述非金属催化剂为有机硼化合物,其结构简式为b(r1)3,其中,r1为烃基,具体可以为h、甲基、乙基、乙烯基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、苯基、五氟代苯基及其衍生物中的任意一种。

进一步地,所述二酮化合物为含有两个羰基的化合物,结构简式为:其中,n=0~8;r2、r3为甲基、乙基、乙烯基、丙基、异丙基、丁基、苯基、环己基,噻吩基中的任意一种。

进一步地,所述硅橡胶的制备过程中还可以加入单酮化合物,所述单酮化合物加入量为0.5~5质量份。

进一步地,该方法制备的多孔硅橡胶还包含补强剂,所述补强剂为二氧化硅粉末;以每100质量份的组分a计,所述二氧化硅粉末的加入量不大于30质量份。

进一步地,所述二氧化硅的bet比表面积为100m2/g~400m2/g;所述二氧化硅为气相二氧化硅或沉淀二氧化硅;所述二氧化硅经过表面处理剂处理,所述表面处理剂包括有机聚硅氧烷、硅氮烷、氯硅烷、烷氧基硅烷中的至少一种。

本发明的有益效果是:与现有技术相比,本发明提供的方法不使用贵金属催化剂,价格较低;对实验条件要求不苛刻,不易发生催化剂中毒现象;制备的产品不易发生黄变,产品无色透明。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

将100质量份有机氢聚硅氧烷(si-h含量1%),0.5质量份交联剂丁二酮以及0.05质量份硅氢加成催化剂三(五氟苯基)硼,混合均匀。室温下(20℃),放置2小时,得到交联的硅橡胶。采用的非金属催化剂制备的硅橡胶颜色透明。

实施例2

将100质量份有机氢聚硅氧烷(si-h含量8%),5质量份交联剂1-苯基-1,2-丙二酮以及0.2质量份硅氢加成催化剂三甲基硼,混合均匀。40℃下,放置2小时,得到交联的硅橡胶。

实施例3

将100质量份有机氢聚硅氧烷(si-h含量8%),3质量份交联剂3,4-己二酮以及0.01质量份硅氢加成催化剂三(五氟苯基)硼,混合均匀。40℃下,放置2小时,得到交联的硅橡胶。

实施例4

将100质量份有机氢聚硅氧烷(si-h含量5%),3质量份交联剂2,5-己二酮以及0.1质量份硅氢加成催化剂三(五氟苯基)硼,混合均匀。40℃下,放置10小时,得到交联的硅橡胶。

对比例1

将100质量份的含乙烯基聚硅氧烷,20质量份的有机氢聚硅氧烷,5份铂为含量5000ppm的卡斯特铂催化剂,混合均匀,加热固化得到硅橡胶。铂金属催化剂用量较大时合成的硅橡胶,硅橡胶的颜色为浅黄色。

以上实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。



技术特征:

1.一种硅橡胶的制备方法,其特征在于:所述制备方法包括以下步骤:

步骤1),将组分a、组分b、组分c混合均匀;所述组分a为100质量份有机氢聚硅氧烷,所述有机氢聚硅氧烷为含有三个及以上的si-h的有机氢聚硅氧烷;所述组分b为0.5~5质量份交联剂,所述交联剂为二酮化合物;所述组分c为0.01~0.2质量份硅氢加成催化剂,所述硅氢加成催化剂为非金属催化剂;

步骤2),将步骤1)中得到的混合物进行加热固化反应,得到硅橡胶;所述加热固化反应的温度为10~100℃。

2.如权利要求1所述的一种硅橡胶的制备方法,其特征在于:所述步骤2)中加热固化反应的温度为20~40℃。

3.如权利要求1所述的一种硅橡胶的制备方法,其特征在于:所述非金属催化剂为有机硼化合物,其结构简式为b(r1)3,其中,r1为烃基,具体可以为h、甲基、乙基、乙烯基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、苯基、五氟代苯基及其衍生物中的任意一种。

4.如权利要求1所述的一种硅橡胶的制备方法,其特征在于:所述二酮化合物为含有两个羰基的化合物,结构简式为:其中,n=0~8;r2、r3为甲基、乙基、乙烯基、丙基、异丙基、丁基、苯基、环己基、噻吩基中的任意一种。

5.如权利要求1所述的一种硅橡胶的制备方法,其特征在于:该方法制备的多孔硅橡胶还包含补强剂,所述补强剂为二氧化硅粉末;以每100质量份的组分a计,所述二氧化硅粉末的加入量不大于30质量份。

6.如权利要求5所述的一种硅橡胶的制备方法,其特征在于:所述二氧化硅的bet比表面积为100m2/g~400m2/g;所述二氧化硅为气相二氧化硅或沉淀二氧化硅;所述二氧化硅经过表面处理剂处理,所述表面处理剂包括有机聚硅氧烷、硅氮烷、氯硅烷、烷氧基硅烷中的至少一种。


技术总结
本发明公开了一种硅橡胶的制备方法,1),将组分A、组分B、组分C混合均匀;组分A为100质量份有机氢聚硅氧烷,有机氢聚硅氧烷为含有三个及以上的Si‑H的有机氢聚硅氧烷;组分B为0.5~5质量份交联剂,交联剂为二酮化合物;组分C为0.01~0.2质量份硅氢加成催化剂,硅氢加成催化剂为非金属催化剂;2),将步骤1)中得到的混合物进行加热固化反应,得到硅橡胶;所述加热固化反应的温度为10~100℃。本发明提供的方法不使用贵金属催化剂,价格较低;对实验条件要求不苛刻,不易发生催化剂中毒现象;制备的产品不易发生黄变,产品无色透明。

技术研发人员:张爱民
受保护的技术使用者:张爱民
技术研发日:2021.02.04
技术公布日:2021.05.28
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