一种氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物、粘接材料及其制备方法与流程

本发明属于材料，尤其涉及一种氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物、粘接材料及其制备方法。

背景技术：

1、发动机是一种能够把其它形式的能转化为机械能的机器，包括如内燃机(往复活塞式发动机)、外燃机(斯特林发动机、蒸汽机等)、喷气发动机、电动机等。发动机的工作原理是燃料和空气的混合气体被注入气缸并被点燃，当混合气体燃烧时，体积膨胀，产生的能量推动活塞运动，然后，活塞的上下运动通过曲轴转换为旋转运动，使发动机运转。由于发动机的工作性质，对其高温密封材料的耐油性和耐高温性都提出了一定的要求，但是目前发动机用粘接材料的耐油性和耐高温性都较差，在油中长期浸泡或者长期处于高温条件下后材料的机械强度都损伤较大。因此，如何提供一种具有优异的耐油性和耐高温性且机械强度优异的粘接材料成为研究热点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种能够应用于粘接材料的制备，制备得到的粘接材料具有优异的耐高温性和耐油性的氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物、粘接材料及其制备方法。

2、为实现上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

3、取α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷与甲基三丁酮肟基硅烷混合后反应，反应结束后加入甲基倍半硅氧烷溶液于100～110℃回流反应5～20h，回流反应结束后加入去离子水搅拌，随后脱低，得氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物；

4、所述α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷、甲基三丁酮肟基硅烷和甲基倍半硅氧烷的质量比为α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷：甲基三丁酮肟基硅烷：甲基倍半硅氧烷＝100：(0.75～5)：25；

5、所述α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷的粘度为200～1500cps，所述α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷中，含氟链节的摩尔百分数为20～80％；

6、所述甲基倍半硅氧烷中，羟基质量百分数为1～3％。

7、本发明提供的氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物的制备方法中通过选择合适的原料以及反应过程，制备得到的氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物后续应用于粘接材料的制备上时，得到的粘接材料具有优异的耐高温性能和耐油性能，同时还具有优异的机械强度。本发明推测，本发明选择的原料以及反应顺序能够使得制备得到的氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物形成了以poss(倍半硅氧烷)的纳米域硬段和聚三氟丙基硅氧烷柔段的星型结构；其星型结构能够与其他组分实现良好的配合效果，从而帮助实现粘接材料的优异的耐油性和耐高温性。

8、具体地，选择α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷(cas：68607-77-2)、甲基三丁酮肟基硅烷和甲基倍半硅氧烷(cas：17865-85-9)的质量比为100：(0.75～5)：25时，得到的产品应用于后续粘接材料的制备上时，得到的产品的耐油性和耐高温性效果更好。发明人推测，采用甲基三丁酮肟硅烷进行接枝改性具有一定的定向性反应，并且能够避免使用其他强碱类物质对硅氧硅键的解聚作用而导致产品的热稳定变差，并且其他强碱类物质对硅羟基具有缩聚功能，导致产品的综合性能较差；而甲基三丁酮肟基硅烷仅对硅羟基具有桥接功能，控制好接聚速度就可以获得较好的共聚物。

9、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷的粘度为500～1200cps；

10、所述α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷中，含氟链节的摩尔含量为40～60％。

11、所述α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷的基本结构式如式ⅰ所示：

12、

13、所述α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷的粘度的测试为参照gb/t 10247-2008进行测试，所述α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷中含氟链节的摩尔百分数为参照t/fsi045-2019进行测试。

14、本发明研究发现，当进一步选择α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷的粘度以及含氟链节的摩尔含量在上述范围内时，得到的氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物应用于粘接材料的制备上时，得到的粘接材料的综合性能更优异。

15、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述甲基倍半硅氧烷中，羟基质量百分数为2％。

16、所述甲基倍半硅氧烷中羟基的质量百分数为参照乙酸酐测试法进行测试。

17、本发明研究发现，甲基倍半硅氧烷的羟基质量百分数会对产品的综合性能带来影响，当进一步选择甲基倍半硅氧烷的参数在上述范围内时，得到的产品的综合性能更优异。

18、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述混合后反应的温度为40～50℃，混合后反应的时间为50～70min。

19、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述回流反应的温度为100℃，回流反应的时间为10～14h。本发明研究发现，在上述给出的反应温度和反应时间范围内，能够得到具有优异效果的氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物。

20、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述甲基倍半硅氧烷溶液中，溶剂为庚烷、甲苯中的至少一种。

21、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷与甲基三丁酮肟基硅烷混合前还包括脱水的步骤，具体为取α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷在真空条件(-0.08mpa以上)下升温至50～70℃脱水20～40min。

22、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述甲基倍半硅氧烷溶液为甲基倍半硅氧烷的正庚烷溶液，所述甲基倍半硅氧烷溶液中，甲基倍半硅氧烷与正庚烷的质量体积比为100：(450～550)ml。

23、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述去离子水占α,ω-二羟基聚三氟丙基甲基硅氧烷质量的2～3％。

24、去离子水的加入能够水解掉未反应的甲基三丁酮肟基硅烷，转为稳定的硅羟基结构，从而中止反应。

25、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述脱低的过程为：在真空条件下加热至105～115℃脱低2.5～3.5h。

26、作为本发明所述制备方法的优选实施方式，所述甲基倍半硅氧烷为新鲜制备得到的甲基倍半硅氧烷，即制备后保存时间在30天以内。

27、优选地，所述甲基倍半硅氧烷的制备方法为：取甲基三氯硅烷在弱碱性条件下水解缩聚得到。

28、在本发明的第二方面，本发明提供了一种氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物，所述氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物为采用本发明提供的制备方法制备而成。

29、在本发明的第三方面，本发明提供了所述氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物在制备粘接材料中的应用。

30、在本发明的第四方面，本发明提供了一种粘接材料，所述粘接材料包括以下质量份的组分：100份氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物、250～350份氧化铁、40～60份氧化铈、15～25份六甲基硅氮烷、15～25份甲基三甲氧基硅烷、4～6份氨丙基三乙氧基硅烷、2～3份二月桂酸二丁基锡。

31、本发明提供的粘接材料在组分中引入本发明制备得到的氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物，引入的该物质与其他组分相互配合，能够实现粘接材料优异的耐油性、耐高温性能，且能够赋予粘接材料一定的机械强度。

32、本发明还提供了所述粘接材料在发动机领域中的应用；具体地，能够应用于发动机密封材料的粘接上。

33、在本发明的第五方面，本发明提供了所述粘接材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：取氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物、氧化铁、氧化铈、六甲基硅氮烷在动混机中混合后于60～100℃反应3～5h，随后脱低，接着加入甲基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷和二月桂酸二丁基锡混合均匀，得粘接材料。

34、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

35、本发明提供的氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物的制备方法中通过选择合适的原料以及反应过程，制备得到的氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物后续应用于粘接材料的制备上时，得到的粘接材料具有优异的耐高温性能和耐油性能，同时还具有优异的机械强度，能够广泛的应用于发动机领域密封材料的粘接中。并且，本发明提供的氟基107胶与甲基倍半硅氧烷接枝共聚物制备方法操作简单，有利于实际生产。