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CN115594850A - 一种t型烷氧基硅油的制备方法及在室温硫化硅橡胶中的应用 - Google Patents

一种t型烷氧基硅油的制备方法及在室温硫化硅橡胶中的应用 Download PDF

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CN115594850A CN202211104246.4A CN202211104246A CN115594850A CN 115594850 A CN115594850 A CN 115594850A CN 202211104246 A CN202211104246 A CN 202211104246A CN 115594850 A CN115594850 A CN 115594850A
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alkoxy silicone
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余跃
徐守彬
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Xinnaqi Material Technology Jiangsu Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种T型烷氧基硅油的制备方法，包括以下步骤：将DMC和六甲基二硅氧烷混合后升温，滴加入磷酸，回流除水得到硅磷酸酯终止剂；将线性体升温，加入氢氧化钾水溶液后搅拌缩聚反应，加入硅磷酸酯终止剂得到α、ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷；称取甲基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷，加入α、ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷搅拌升温；升温到指定温度后加入磷腈催化剂；分反应后加水进行水解，然后添加二甲基二甲氧基硅烷再次重排封端；充分反应结束后，加入终止剂搅拌；继续升温进行脱低挥发份，得到T型烷氧基硅油。得到的T型烷氧基硅油作为增塑剂在室温硫化硅橡胶中应用，解决了硅油析出问题，提高了储存稳定性，同时也大大提高了硅橡胶的机械性能。

Description

一种T型烷氧基硅油的制备方法及在室温硫化硅橡胶中的 应用
技术领域
本发明涉及硅橡胶技术领域，尤其是涉及一种T型烷氧基硅油的制备方法及在室温硫化硅橡胶中的应用。
背景技术
硅橡胶是一种分子链兼具无机和有机性质的高分子弹性材料，具有独特的综合性能，如耐高低温、优良的电气性能和化学稳定性，能耐水、耐臭氧、耐气候老化，加之用法简单，工艺适用性强，室温硫化硅橡胶(RTV)作为胶黏材料，应用十分普遍，通常作为建筑密封胶，俗称玻璃胶。但是，传统的室温硫化硅橡胶，一般都是用二甲基硅油作为增塑剂，在储存过程中，二甲基硅油容易析出，储存稳定性较差，影响室温硫化硅橡胶的性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种T型烷氧基硅油的制备方法及在室温硫化硅橡胶中的应用，解决了硅油析出问题，提高了储存稳定性，同时也大大提高了硅橡胶的机械性能。
为实现上述目的，本发明提供了一种T型烷氧基硅油的制备方法，包括以下步骤：
S1、将DMC和六甲基二硅氧烷混合后升温至160-180℃，滴加入磷酸，搅拌6-8小时回流除水得到硅磷酸酯终止剂；
S2、将线性体升温至130-150℃，加入氢氧化钾水溶液后搅拌缩聚反应，在线监测粘度，达到目标粘度前加入硅磷酸酯终止剂，继续反应5-50分钟后抽真空减压蒸馏去除低沸点物质得到α、ω-二羟基聚二甲基硅氧烷；
S3、称取一定比例的甲基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷，加入α、ω-二羟基聚二甲基硅氧烷并常温下充分搅拌混合30分钟，升温到50℃-60℃；
S4、升温到指定温度后，加入磷腈催化剂，继续搅拌反应2-3个小时；
S5、充分反应后加水进行水解，水解反应2-3小时，然后添加二甲基二甲氧基硅烷再次重排封端；
S6、充分反应结束后，加入终止剂搅拌终止反应；
S7、继续升温到150℃-160℃进行抽真空脱低挥发份，得到T型烷氧基硅油。
优选的，所述步骤S1中，DMC、六甲基二硅氧烷、磷酸的质量比为(60-80):(5-15):(10-20)，搅拌速度为200-400r/min。
优选的，所述步骤S2中氢氧化钾水溶液的质量浓度为10％，线性体、氢氧化钾水溶液、硅磷酸酯终止剂的质量比为40000:1:(1.5-2.0)，目标粘度为1000-80000mPa·s。
优选的，所述步骤S3中甲基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷的质量比为(1.0-3.0):(0.5-1.5)，搅拌反应时的搅拌速度为400-800r/min。
优选的，所述步骤S4中添加的磷腈比例为15ppm-20ppm，升温到50℃-60℃，添加磷腈催化剂。
优选的，所述步骤S5中水解反应中添加的水量为甲基三甲氧基硅烷的2.5-3.5倍。
优选的，所述步骤S5中重排反应中添加的二甲基二甲氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷的1.5-2.5倍。
优选的，所述步骤S6中添加终止剂后，继续反应1个小时。
优选的，所述步骤S7中升温到150℃-160℃后进行脱低2.0-3.0小时。
制得的T型烷氧基硅油作为增塑剂应用在室温硫化硅橡胶中，添加量较其他增塑剂较少，机械性能却大大的提高，深层固化也更好。
因此，本发明采用上述一种T型烷氧基硅油的制备方法及在室温硫化硅橡胶中的应用，具备以下有益效果：
(1)本发明将甲基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷作为封头剂，以及以磷腈作为催化剂，选用线性体作为基础原料制备得到α、ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，然后进行水解后再次利用功能材料对T型聚二甲基硅氧烷进行改性封端，从而制得T型烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷，使用磷腈作为催化剂，封端率非常高，原料简单易得且廉价，且添加量极少、加工工艺简单。
(2)利用T型烷氧基硅油作为增塑剂，首先有烷氧基活泼官能团存在，会与硅橡胶中的物质发生反应，不会游离在硅橡胶中，而且深层固化更好。其次T型结构，在交联过程中会形成网状结构，使室温硫化硅橡胶的机械性能大大提高。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
本发明提供了一种T型烷氧基硅油的制备方法，包括以下步骤：
S1、将DMC和六甲基二硅氧烷混合后升温至160-180℃，滴加入磷酸，搅拌6-8小时回流除水，搅拌速度为200-400r/min，得到硅磷酸酯终止剂；其中DMC、六甲基二硅氧烷、磷酸的质量比为(60-80):(5-15):(10-20)。
S2、将线性体升温至130-150℃，加入氢氧化钾水溶液后搅拌缩聚反应，在线监测粘度，达到目标粘度1000-80000mPa·s前加入硅磷酸酯终止剂，继续反应5-50分钟后抽真空减压蒸馏去除低沸点物质得到α、ω-二羟基聚二甲基硅氧烷；其中氢氧化钾水溶液的质量浓度为10％，线性体、氢氧化钾水溶液、硅磷酸酯终止剂的质量比为40000:1:(1.5-2.0)。
S3、称取一定比例的甲基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷，加入α、ω-二羟基聚二甲基硅氧烷并常温下充分搅拌混合30分钟，搅拌速度为400-800r/min，升温到50℃-60℃；其中甲基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷的质量比为(1.0-3.0):(0.5-1.5)。
S4、升温到50℃-60℃后，加入15ppm-20ppm的磷腈催化剂，继续搅拌反应2-3个小时；
S5、充分反应后加水进行水解，添加的水量为甲基三甲氧基硅烷的2.5-3.5倍，水解反应2-3小时，然后添加二甲基二甲氧基硅烷再次重排封端，添加的二甲基二甲氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷的1.5-2.5倍。
S6、充分反应结束后，加入终止剂搅拌终止反应后，继续反应1个小时；
S7、继续升温到150℃-160℃进行抽真空脱低挥发份2.0-3.0小时，得到T型烷氧基硅油。
制得的T型烷氧基硅油作为增塑剂应用在室温硫化硅橡胶中，添加量较其他增塑剂较少，机械性能却大大的提高，深层固化也更好。
以下通过实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
按照以下步骤来制备一种T型烷氧基硅油以及作为增塑剂在室温硫化硅橡胶中的应用：
T型烷氧基硅油的制备方法包括以下步骤：
(1)将DMC和六甲基二硅氧烷混合后升温至170℃，滴加入磷酸，300r/min速度下搅拌7小时回流除水得到硅磷酸酯终止剂，DMC、六甲基二硅氧烷、磷酸的质量比为70:10:15；
(2)将线性体升温至150℃，加入质量浓度为10％的氢氧化钾水溶液后搅拌缩聚反应，在线监测粘度，达到目标粘度1000mPa·s前加入步骤(1)所得硅磷酸酯终止剂，继续反应50分钟后抽真空减压蒸馏去除低沸点物质得到羟基硅油，线性体、氢氧化钾水溶液、硅磷酸酯终止剂的质量比为40000:1:1.5；
(3)向100份α、ω-二羟基聚二甲基硅氧烷反应釜中加入2份的甲基三甲氧基硅烷和1.7份六甲基二硅氧烷，常温下充分搅拌混合30分钟后，升温到50℃-60℃；
(4)到达60℃后，添加自制的磷腈催化剂20ppm，继续搅拌反应3个小时；
(5)重排反应结束后，向反应釜中加入2.0份水进行水解，水解反应2个小时；反应结束后，继续添加6.5份的二甲基二甲氧基硅烷，然后继续进行重排反应；
(6)充分反应结束后，向反应釜中添加60ppm终止剂，继续搅拌1个小时；
(7)继续升温到150℃℃，抽真空进行脱低挥发份。抽真空时间保持2个小时；
(8)利用(7)中制好的T型烷氧基硅油，加入到室温硫化硅橡胶中作增塑剂，制得室温硫化硅橡胶。
对比例1
用二甲基硅油和T型烷氧基硅油作为增塑剂，具体添加量见表1，其余与实施例1的添加量相同。
对比例2
用二甲基硅油作为增塑剂，具体添加量见表1，其余与实施例1的添加量相同。
对实施例1、对比文件1及对比文件2得到的室温硫化硅橡胶进行了性能测试。
稳定性测试方法为：分别测定各产品在3天后的机械性能和7天后的机械性能，测试结果如表2和表3.
表1为室温硫化硅橡胶的配方加入份数
物料 实施例1 对比例1 对比例2
聚合物 100 100 100
二甲基硅油 0 10 30
T型烷氧基硅油 30 20 0
气硅 15 15 15
甲基三甲氧基硅烷 3 3 3
KH-792 1 1 1
催化剂 0.3 0.3 0.3
表2所示固化3天后机械性能
3天检测结果 实施例1 对比例1 对比例2
强度 1.51 1.18 0.89
伸长率 378 374 299
100％模量 0.2559 0.2379 0.1993
表3所示固化7天后机械性能
7天检测结果 实施例1 对比例1 对比例2
强度 2.11 1.35 0.96
伸长率 452 399 275
100％模量 0.3004 0.2206 0.2665
硬度 21 19 17
由表1可看出，本发明实施例1中，制备的室温硫化硅橡胶完全用T型烷氧基硅油作为增塑剂；而对比例1中是使用部分T型烷氧基硅油和二甲基硅油作为增塑剂；而对比例2中是全部使用二甲基硅油作为增塑剂。从表2中可以看出，制备的室温硫化硅橡胶固化三天后，三个配方的机械性能已经拉开。T型烷氧基硅油作为增塑剂，机械性能已经提高了。从表3中可以看出，制备的室温硫化硅橡胶固化7天后，T型烷氧基硅油作为增塑剂，机械性能已经大大的提高了。
因此，本发明采用上述一种T型烷氧基硅油的制备方法及在室温硫化硅橡胶中的应用，解决了硅油析出问题，提高了储存稳定性，同时也大大提高了硅橡胶的机械性能。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种T型烷氧基硅油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将DMC和六甲基二硅氧烷混合后升温至160-180℃，滴加入磷酸，搅拌6-8小时回流除水得到硅磷酸酯终止剂；
S2、将线性体升温至130-150℃，加入氢氧化钾水溶液后搅拌缩聚反应，在线监测粘度，达到目标粘度前加入硅磷酸酯终止剂，继续反应5-50分钟后抽真空减压蒸馏去除低沸点物质得到α、ω-二羟基聚二甲基硅氧烷；
S3、称取一定比例的甲基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷，加入α、ω-二羟基聚二甲基硅氧烷并常温下充分搅拌混合30分钟，升温到50℃-60℃；
S4、升温到指定温度后，加入磷腈催化剂，继续搅拌反应2-3个小时；
S5、充分反应后加水进行水解，水解反应2-3小时，然后添加二甲基二甲氧基硅烷再次重排封端；
S6、充分反应结束后，加入终止剂搅拌终止反应；
S7、继续升温到150℃-160℃进行抽真空脱低挥发份，得到T型烷氧基硅油。
2.根据权利要求1所述的一种T型烷氧基硅油的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，DMC、六甲基二硅氧烷、磷酸的质量比为(60-80):(5-15):(10-20)，搅拌速度为200-400r/min。
3.根据权利要求1所述的一种T型烷氧基硅油的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中氢氧化钾水溶液的质量浓度为10％，线性体、氢氧化钾水溶液、硅磷酸酯终止剂的质量比为40000:1:(1.5-2.0)，目标粘度为1000-80000mPa·s。
4.根据权利要求1所述的一种T型烷氧基硅油的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中甲基三甲氧基硅烷和六甲基二硅氧烷的质量比为(1.0-3.0):(0.5-1.5)，搅拌反应时的搅拌速度为400-800r/min。
5.根据权利要求1所述的一种T型烷氧基硅油的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中添加的磷腈比例为15ppm-20ppm，升温到50℃-60℃，添加磷腈催化剂。
6.根据权利要求1所述的一种T型烷氧基硅油的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中水解反应中添加的水量为甲基三甲氧基硅烷的2.5-3.5倍。
7.根据权利要求1所述的一种T型烷氧基硅油的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中重排反应中添加的二甲基二甲氧基硅烷为甲基三甲氧基硅烷的1.5-2.5倍。
8.根据权利要求1所述的一种T型烷氧基硅油的制备方法，其特征在于：所述步骤S6中添加终止剂后，继续反应1个小时。
9.根据权利要求1所述的一种T型烷氧基硅油的制备方法，其特征在于：所述步骤S7中升温到150℃-160℃后进行脱低2.0-3.0小时。
10.一种如权利要求1-9任一项所述T型烷氧基硅油作为增塑剂应用在室温硫化硅橡胶中。
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