CN116874783A - 一种室温固化隔热涂层用的有机硅基胶及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种室温固化隔热涂层用有的机硅基胶及其制备方法和应用，有机硅基胶由苯基单体和二甲基硅氧烷环体为原料或由苯基单体与低分子羟基硅油为原料合成，制备方法步骤是将二甲基硅氧烷环体或低分子羟基硅油和甲基苯基二甲氧基硅烷，加入去离子水和碱性催化剂，在80℃‑90℃下搅拌水解，然后减压，在负压条件下升温至100℃‑110℃进行缩合反应，每隔一定时间取样测粘度，当粘度达到8000‑12000mPa·s时停止减压，冷却出料，将制得的有机硅基胶制备涂层用的粘合剂。本发明用甲基苯基二甲氧基硅烷完全可以替代价格昂贵的甲基苯基环体，在保持产品性能不变的前提下，使生产成本大幅下降。
Description
技术领域
本发明涉及有机材料技术领域，更具体地说，它涉及一种室温固化隔热涂层用有的机硅基胶及其制备方法和应用。
背景技术
有机硅材料是以硅氧链(SiOSi)结构为骨架的有机硅聚合物或低聚物，它兼备有机无机材料的性能，具有耐候性好，耐高低温，耐氧化，耐腐蚀，无毒无味等特点，非常适合于航天航空及军事用途。在军事领域，利用有机硅的耐高低温性，广泛应用于飞机、坦克、军舰、导弹、火箭的隔热耐高低温防护材料。
导弹、火箭在发射飞行过程中，多次穿越大气层，产生高温高热，如果没有隔热保护层，将在高温冲击下因内外膨胀系数不同而解体烧毁。保护层常用耐高温、耐腐蚀、耐水、耐辐射的无机材料如云母、二氧化硅、碳纤维、中空玻璃纤维等组成，这些固体材料必须用耐高低温的粘合剂牢固粘合在一起，形成保护层。
由于其独特的使用场合，涂层用的粘合剂被要求具有一定的拉伸强度和一定的弹性、韧性，还必须对各种材料如钢材、铝材、各种纤维材料如碳纤维、玻璃纤维及各种填料具有良好的粘结力。目前一般是采用耐高低温的硅橡胶硅树脂作为保护层的粘合剂，含苯基的硅橡胶硅树脂具有优良的耐高温(300℃-400℃)及耐低温(-115℃)特性，所以人们常用苯基硅橡胶作为导弹外壳涂敷材料的粘合剂。
但是现有制备含苯基的硅橡胶硅树脂一般是通过昂贵的甲基苯基环体和线型二甲基硅氧烷缩聚而成，这就导致了涂层用的粘合剂的价格高居不下。因此有必要提出一种成本较低的粘合剂生产方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种室温固化隔热涂层用的有机硅基胶及其制备方法和应用，用甲基苯基二甲氧基硅烷完全可以替代价格昂贵的甲基苯基环体，在保持产品性能不变的前提下，使生产成本大幅下降。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种室温固化隔热涂层用的有机硅基胶，由苯基单体和二甲基硅氧烷环体为原料或由苯基硅烷单体与低分子羟基硅油为原料合成，其结构如下所示：
其中，m,n为≥4的整数；
其中，苯基单体是甲基苯基二甲氧基硅烷，p为1。
在其中实施例中，二甲基硅氧烷环体是八甲基环四硅氧烷或二甲基硅氧烷混合环体。
一种室温固化隔热涂层用的有机硅基胶的制备方法，步骤如下：
将二甲基硅氧烷环体或低分子羟基硅油和甲基苯基二甲氧基硅烷，加入去离子水和碱性催化剂，在80℃-90℃下搅拌水解，然后减压，在负压条件下升温至100℃-110℃进行缩合反应，每隔一定时间取样测粘度，当粘度达到8000-12000mPa·s时停止减压，冷却出料。
在其中一个实施例中，所述碱性催化剂优选是四甲基氢氧化铵，当粘度达到8000至12000mPa·s时停止减压，升温至160℃，分解催化剂四甲基氢氧化铵，保温半小时，粘度稳定后停止加热。
在其中实施例中，负压条件是-0.05MPa至-0.09MPa。
在其中实施例中，冷却出料得到的有机硅基胶与疏水气相的二氧化硅在二辊混炼机中升温混炼，使有机硅基胶成为透明胶状。
在其中实施例中，疏水气相的二氧化硅的用量是有机硅基胶质量的15-20％。
在其中实施例中，混炼温度是150-180℃，混炼时间为1-3小时。
在其中实施例中，有机硅基胶与疏水气相的二氧化硅的混炼在减压条件下进行。
一种有机硅基胶的应用，将上述制得的有机硅基胶制备涂层用的粘合剂。
在制备粘合剂前，将有机硅基胶、交联剂和催化剂混合均匀，其中，交联剂是硅酸四乙酯、甲基三乙氧基硅烷和硅烷偶联剂的一种或多种，催化剂是二丁基二月桂锡，更具体的，硅烷偶联剂是氨丙基三乙氧基硅烷和或环氧丙基三甲氧基硅烷的一种或两种。
优选的，交联剂的添加量是有机硅基胶质量的3-5％，催化剂的添加量是有机硅基胶质量的0.1-0.5％。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明生产含苯基的硅橡胶的工艺简单，无需先做成苯基硅树脂，再与端羟基二甲基硅橡胶共聚，本发明采用甲基苯基二甲氧基硅烷取代价格昂贵的甲基苯基环体与二甲基硅氧烷环体共水解缩聚的到的耐高温隔热涂层用硅橡胶，其物理机械性能(如拉伸强度及伸长率和对各种材料如钢铝碳纤维等粘结剪切强度)完全可以达到国家有关标准要求，在保持产品性能不变的前提下，使生产成本大幅下降。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
本发明提出一种室温固化隔热涂层用的有机硅基胶，由苯基单体和二甲基硅氧烷环体为原料或由苯基单体与低分子羟基硅油为原料合成，其结构如下所示：
其中，m,n为≥4的整数，p为1；
其中，苯基单体是甲基苯基二甲氧基硅烷。
本发明以价格便宜的甲基苯基二甲氧基硅烷(120元/kg)来替代现有技术中常用的甲基苯基环体(高于1000元/kg)作为提供苯基的物质，甲基苯基二甲氧基硅烷与二甲基硅氧烷环体或低分子羟基硅油在碱性催化剂作用下水解共聚合成含苯基甲基的端羟基聚硅氧烷，即有机硅基胶，合成方法简单，生产成本大幅下降。
优选的，二甲基硅氧烷环体是八甲基环四硅氧烷或二甲基硅氧烷混合环体。
本发明的有机硅基胶的粘度为8000-15000mPa·s。
具体的，有机硅基胶合成机理如下：
在使用甲基苯基二甲氧基硅烷和二甲基硅氧烷环体作为原料的情况下，在碱性催化剂的条件下，甲基苯基二甲氧基硅烷水解，且二甲基硅氧烷环体开环，在升高温度且减压的条件下缩合形成含有苯基甲基的端羟基聚硅氧烷。
在使用甲基苯基二甲氧基硅烷和低分子羟基硅油作为原料的情况下，在碱性催化剂的条件下，甲基苯基二甲氧基硅烷水解，在升高温度且减压的条件下与低分子羟基硅油缩合形成含有苯基甲基的端羟基聚硅氧烷。
合成反应方程式如下：
本发明也提出了有机硅基胶的制备方法，具体步骤如下：
在装有搅拌器、氮气接管、冷凝接管、真空接管的附自动加热控温的四口瓶中，按比例加入一定量的二甲基硅氧烷环体或低分子羟基硅油和一定量的甲基苯基二甲氧基硅烷，其中，加料物中苯基含量与加料物总的质量比是5-20％，加入去离子水和碱性催化剂，在80℃-90℃下搅拌水解，然后减压，在负压条件下升温至100℃-110℃进行缩合反应，每隔一定时间(比如15-60分钟，更优选的，30分钟)取样测粘度，当粘度达到8000-12000mPa·s时停止减压，冷却出料。
本发明的碱性催化剂优选是四甲基氢氧化铵，当粘度达到8000至12000mPa·s时停止减压，升温至160℃，分解催化剂四甲基氢氧化铵，保温半小时，粘度稳定后停止加热。
优选的，负压条件是-0.05MPa至-0.09MPa。
更进一步的，为提高有机硅基胶的抗拉强力，可以加入一定量的二氧化硅增强剂，二氧化硅增强剂是疏水气相的二氧化硅，处理步骤如下：
将上述方法制得的有机硅基胶与疏水气相的二氧化硅在二辊混炼机中升温混炼，使有机硅基胶成为透明胶状。
优选的，二氧化硅增强剂的用量是有机硅胶质量的15-20％。
优选的，混炼温度是150-180℃，混炼时间为1-3小时。
更优选的，为排除混炼过程中的水汽和挥发物，有机硅基胶与疏水气相的二氧化硅的混炼在减压条件下进行。
本发明还提出一种有机硅基胶的应用，将上述制得的有机硅基胶制备涂层用的粘合剂。
在制备粘合剂前，将有机硅基胶、交联剂和催化剂混合均匀，其中，交联剂是硅酸四乙酯、甲基三乙氧基硅烷和硅烷偶联剂的一种或多种，催化剂是二丁基二月桂锡，更具体的，硅烷偶联剂是氨丙基三乙氧基硅烷和或环氧丙基三甲氧基硅烷的一种或两种。催化剂的作用是加速交联剂与有机硅基胶的交联反应，在室温下生成有一定强力的弹性体。
优选的，交联剂的添加量是有机硅基胶质量的3-5％，催化剂的添加量是有机硅基胶质量的0.1-0.5％。
以下通过具体的实施例和对比例来说明本发明的技术方案。
实施例1
在1000mL带搅拌器的四口烧瓶中，加入八甲基环四硅氧烷300g，甲基苯基二甲氧基硅烷60g，加入去离子水9g，四甲基氢氧化铵0.6g，升温至90℃水解平衡2小时，然后开启真空泵减压，在-0.07MPa下开环缩合，2小时后测粘度达20000mPa·s，加水1.8g在100℃-110℃下水解平衡，当粘度稳定在8000-9000mPa·s时，冷却出料。
实施例2
在1000mL四口瓶中加入二甲基硅氧烷混合环体600g，甲基苯基二乙氧基硅烷120g，加水20g，四甲基氢氧化铵1.8g，90℃水解1小时后减压至-0.05MPa，抽出低沸物，升温至100℃缩合反应，2小时后取样测粘度大于12000mPa·s，加水2g，100℃-110℃降解平衡，当粘度达到9000mPa·s后停止加热，冷却出料。
实施例3
在1000mL四口瓶中加入低分子羟基硅油600g，甲基苯基二甲氧基硅烷90g，加水19g，四甲基氢氧化铵1.2g，升温至90℃水解4小时后减压缩合，3小时后取样测粘度达11000mPa·s停止减压，排空至常压，升温至160℃保温1小时分解四甲基氢氧化铵。
对比例1
用甲基苯基混合环体合成：在1000mL四口瓶中加入甲基苯基环体108g，八甲基环四硅氧烷600g，四甲基氢氧化铵0.7g，升温至90℃开环平衡2小时，然后减压至-0.05MPa缩合反应2小时后取样测粘度5500mPa·s，再升温至120℃减压脱低，取样测粘度9200mPa·s。
取实施例1中制得的有机硅基胶600g(粘度9000mPa·s)，加瓦克气相白炭黑120g，再加线性体60g(低分子羟基硅油)，混合均匀后加入二辊混炼机，升温至160℃-170℃，并减压至-0.07MPa，混炼2小时后出料，然后制成宽度为6mm，厚度为3-4mm的试样，以检测拉伸强力、伸长率及对钢板、碳纤维、玻璃和铝板的粘结力，如下表1和2所示。
表1拉伸强力及伸长率的检测结果
表2对各种基材的粘结力(即剪切强度)
| 材料 | 三根平均剪切强度(MPa) |
| 钢板 | 1.22 |
| 碳纤维 | 1.24 |
| 玻璃 | 1.13 |
| 铝材 | 1.61 |
取对比例1中制得的有机硅基胶与气相白炭黑混炼胶制备的增强胶用于各种基材的粘结力及强力、断裂伸长率如下表3和4所示。
表3甲基苯基环体制备的有机硅基胶的拉伸强力及伸长率的检测结果
| 序号 | 拉伸强度(MPa) | 断裂伸长率(％) |
| 1 | 1.73 | 41.84 |
| 2 | 2.03 | 37.21 |
| 3 | 2.01 | 45.11 |
| 4 | 2.00 | 43.32 |
表4甲基苯基环体制备的有机硅基胶对各种基材的粘结强力
| 材料 | 三根平均剪切强力(MPa) |
| 铝板 | 0.96 |
| 碳纤维 | 0.93 |
| 玻璃 | 0.83 |
从上表可以看出，用甲基苯基二甲氧基硅烷与聚二甲基硅氧烷共聚所得有机硅基胶完全可代替用甲基苯基环体与聚二甲基硅氧烷合成的硅橡胶作为耐热敷形料的粘合剂。对于现有技术中用甲基苯基环体做的胶对基材的粘结力不够的问题，本发明采用氨丙基三乙氧基硅烷或环氧丙基三甲氧基硅烷取代硅酸四乙酯做交联剂，从而提高对各种基材的粘结力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种室温固化隔热涂层用的有机硅基胶，其特征在于，由苯基单体和二甲基硅氧烷环体为原料或由苯基单体与低分子羟基硅油为原料合成，其结构如下所示：
其中，m,n为≥4的整数；
其中，苯基单体是甲基苯基二甲氧基硅烷，p为1。
2.如权利要求1所述的有机硅基胶，其特征在于，二甲基硅氧烷环体是八甲基环四硅氧烷或二甲基硅氧烷混合环体。
3.一种室温固化隔热涂层用的有机硅基胶的制备方法，其特征在于，制备如权利要求1或2所述的有机硅基胶，步骤如下：
将二甲基硅氧烷环体或低分子羟基硅油和甲基苯基二甲氧基硅烷，加入去离子水和碱性催化剂，在80℃-90℃下搅拌水解，然后减压，在负压条件下升温至100℃-110℃进行缩合反应，每隔一定时间取样测粘度，当粘度达到8000-12000mPa·s时停止减压，冷却出料。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述碱性催化剂优选是四甲基氢氧化铵，当粘度达到8000至12000mPa·s时停止减压，升温至160℃，分解催化剂四甲基氢氧化铵，保温半小时，粘度稳定后停止加热。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，负压条件是-0.05MPa至-0.09MPa。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，冷却出料得到的有机硅基胶与疏水气相的二氧化硅在二辊混炼机中升温混炼，使有机硅基胶成为透明胶状。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，疏水气相的二氧化硅的用量是有机硅基胶质量的15-20％。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，混炼温度是150-180℃，混炼时间为1-3小时。
9.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，有机硅基胶与疏水气相的二氧化硅的混炼在减压条件下进行。
10.一种室温固化隔热涂层用的有机硅基胶的应用，其特征在于，将如权利要求1或2所述的有机硅基胶制备涂层用的粘合剂。
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Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| JP2009057450A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Kaneka Corp | 硬化触媒含有中空シリコーン微粒子系被膜付基材 |
| CN105131295A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-12-09 | 广州市白云化工实业有限公司 | 苯基羟基硅油及其制备方法和应用 |
| CN107501556A (zh) * | 2017-09-30 | 2017-12-22 | 周涛 | 一种由甲基苯基二烷氧基硅烷直接合成甲基苯基液体硅橡胶的合成方法 |
| WO2021228184A1 (zh) * | 2020-05-14 | 2021-11-18 | 成都拓利科技股份有限公司 | 一种无溶剂潮气固化型有机硅敷型涂料及其制备方法 |
-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009057450A (ja) * | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Kaneka Corp | 硬化触媒含有中空シリコーン微粒子系被膜付基材 |
| CN105131295A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-12-09 | 广州市白云化工实业有限公司 | 苯基羟基硅油及其制备方法和应用 |
| CN107501556A (zh) * | 2017-09-30 | 2017-12-22 | 周涛 | 一种由甲基苯基二烷氧基硅烷直接合成甲基苯基液体硅橡胶的合成方法 |
| WO2021228184A1 (zh) * | 2020-05-14 | 2021-11-18 | 成都拓利科技股份有限公司 | 一种无溶剂潮气固化型有机硅敷型涂料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 孙酣经 等: "《化工新材料及其应用》", 31 May 1991, 化学工业出版社, pages: 23 - 24 * |
| 钱知勉 等: "《塑料性能应用手册 （修订版）》", 31 March 1987, 上海科学技术文献出版社, pages: 445 * |
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