一种硅酮胶抗黄变剂及其制备方法与流程

本发明涉及有机硅添加剂领域，具体为一种硅酮胶抗黄变剂及其制备方法。

背景技术：

硅酮胶的粘接力强，拉伸强度大，同时又具有耐候性、抗振性，和防潮、抗臭气和适应冷热变化大的特点。加之其较广泛的适用性，能实现大多数建材产品之间的粘合，因此应用价值非常大。但硅酮胶在经历长时间的使用后，比如长时间的日光照射或是发生霉变情况时，硅酮胶易发生黄变现象，尤其在湿热沿海地带使用，黄变现象更为严重，极大的影响美观。因此，如何提升硅酮胶的抗黄变性能是本领域技术人员需要解决的技术问题。

专利201410510343.2公开了一种建筑用酸性透明硅酮耐候密封胶，由羟基封端聚二甲基硅氧烷、甲基封端聚二甲基硅氧烷、气相二氧化硅、交联剂、催化剂和复合抗黄变剂组成。该专利利用2,3-二羟基-4-正癸氧基二苯甲酮和三(1,2,2,6,6-五甲哌啶基)亚磷酸脂的复配型抗黄变剂的协同效应来拓宽二苯甲酮类紫外线吸收剂吸收光波长、提升胺基到硝酰自由基的转化效率，进而整体提高密封胶的耐候性(耐黄变)。

专利200910066244.9公开了一种中性透明硅酮结构密封胶，由羟基封端聚二甲基硅氧烷、增塑剂、交联剂、偶联剂、催化剂、二氧化硅和抗黄变剂组成。该抗黄变剂为紫外线吸收剂、抗氧化剂或光稳定剂中的至少一种。专利201010557084.0同样公开了加放抗黄变如紫外吸收剂、光稳定剂来控制硅酮胶黄变的技术方案。

专利201510946060.7公开了一种抗疲劳、抗紫外单组份脱醇型硅酮结构密封胶及制备方法，由端羟基聚二甲基硅氧烷、补强填料、增塑剂、双金属铝-锆偶联剂、催化剂和深层固化剂组成。其原理仍然是通过提升材料的抗疲劳、抗紫外性能来达到抗黄变的目的。

专利201410029398.1公开了一种单组份防霉透明脱醇型硅酮密封胶及其制备方法，它是在透明脱醇型硅酮密封胶的基础上添加以聚醚多元醇为载体的有机砷化合物防霉剂而成，在不影响透明脱醇型硅酮密封胶本身透明度、工艺性、贮存稳定性的同时，具有防霉效果优异、气味低、抗黄变和深层固化快的优点。

以上现有技术均是通过加入具有抗紫外线、抗氧化、抗疲劳功能的添加剂或加入光稳定剂、防霉剂来达到抗黄变的目的。但上述添加剂普遍存在与硅酮胶基体相容性差、分散性差的问题。

荧光增白剂(fluorescentbrightener)是一种荧光染料，荧光增白剂具有很高的光量子产率，对被处理的基质能有效地增白、増艳。荧光增白剂分子具有较大的共轭体系，能够吸收波长范围在300～400nm左右的紫外光，并发射出波长范围在420～450nm左右的蓝色荧光，从而弥补了基质中由于蓝光缺失而造成的视觉上的泛黄。通过弥补蓝光使人感到被处理的基质更亮洁、更鲜艳。荧光增白剂被广泛地用于造纸、纺织、洗涤剂、塑料、油墨、皮革、紫外吸收剂、显影剂等诸多领域，市场需求巨大。但目前应用于硅酮胶的报道比较少。

专利201610987718.3公开了一种哑光硅胶的制备方法，包括含活性段的聚二有机基硅氧烷，增塑剂、填料、颜料、荧光增白剂和哑光剂。所述荧光增白剂为ob、kwn、ksn中的一种或多种的混合物。但是该专利加入荧光增白剂的目的是使硅酮密封胶具有荧光性，且也未解决荧光增白剂在硅酮胶基体中的分散问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种硅酮胶抗黄变剂，该材料系首次利用荧光增白剂中共轭体系的光学原理，来解决硅酮胶的黄变问题；并同时解决其在硅酮胶中的分散性问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种硅酮胶抗黄变剂，具有如下所示的化学结构：

其中x是指na或k，l是指硅烷偶联剂连接基团，是指白炭黑。

进一步地，所述l是指氨基硅烷偶联剂连接基团。

上述硅酮胶抗黄变剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸(dsd酸)溶解或分散于有机溶剂中，然后加入三聚氯氰搅拌溶解均匀，加入乙醇钠或乙醇钾溶液中和，在10～30℃温度下搅拌反应；

(2)将氨基硅烷偶联剂加入到步骤(1)的反应混合物中，升温至30～80℃继续搅拌反应；

(3)将白炭黑加入到步骤(2)的反应混合物中搅拌混合均匀，然后滴加碳酸钠或碳酸钾水溶液进行偶联反应，产物经干燥去除溶剂，得到硅酮胶抗黄变剂。

进一步地，步骤(1)中所述有机溶剂是指乙醇或乙醚。

上述硅酮胶抗黄变剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸(dsd酸)溶解于na2co3或k2co3水溶液中，然后加入三聚氯氰，用na2co3或k2co3水溶液维持体系的ph为3～4，在0～5℃条件下搅拌反应；

(2)将白炭黑加入到异丙醇水溶液中分散均匀，然后加入氨基硅烷偶联剂进行改性反应，固体产物经分离干燥，得到表面改性白炭黑；

(3)将步骤(2)所得表面改性白炭黑加入到步骤(1)的反应体系中，用na2co3或k2co3水溶液维持体系的ph为6～7，在30～50℃的温度下搅拌反应，固体产物经分离、干燥，得到硅酮胶抗黄变剂。

进一步地，以上两种制备方法中，所述dsd酸与三聚氯氰加入的摩尔比为1:1.8～2.2。

进一步地，以上两种制备方法中，所述氨基硅烷偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷和n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的至少一种。

进一步地，以上两种制备方法中，氨基硅烷偶联剂的加入量为dsd酸质量的0.1％～10％。

进一步地，以上两种制备方法中，dsd酸的加入量为白炭黑质量的1％～10％。

进一步地，以上两种制备方法中，所述白炭黑是指气相法白炭黑。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的硅酮胶抗黄变剂中包含荧光增白的共轭结构，能够吸收波长范围在300～400nm左右的紫外光，并发射出波长范围在420～450nm左右的蓝色荧光，从而弥补了基质中由于蓝光缺失而造成的视觉上的泛黄，从光学原理上提高基体材料的抗黄变性能。

(2)本发明采用硅烷偶联剂将荧光增白结构化学接枝于白炭黑，白炭黑作为一种硅基材料，在硅酮产品中具有极好的相容性，能够显著提高抗黄变剂在硅酮胶产品中的分散性能。

(3)白炭黑本身可作为硅酮胶的填料成分，本发明的硅酮胶抗黄变剂可同时发挥补强及抗黄变剂的作用。

(4)本发明的制备方法简单，可在水溶液或有机溶剂中进行，具有极好的工业化应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例5中硅酮胶抗黄变剂的合成路线图；

图2为本发明实施例1和实施例5中所得硅酮胶抗黄变剂的荧光光谱图。

具体实施方式

以下结合实例与附图对本发明的具体实施作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例的一种硅酮胶抗黄变剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将37g4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸(dsd酸)溶解于300ml乙醇中，然后加入36.9g三聚氯氰搅拌溶解均匀，加入乙醇钠溶液中和，在10℃温度下搅拌反应2h；

(2)将0.37g氨基硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)加入到步骤(1)的反应混合物中，升温至30℃继续搅拌反应6h；

(3)将740g气相法白炭黑加入到步骤(2)的反应混合物中搅拌混合均匀，然后滴加碳酸钠水溶液进行偶联反应，产物经干燥去除溶剂，得到硅酮胶抗黄变剂。

实施例2

(1)将37g4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸(dsd酸)溶解于200ml乙醇中，然后加入36.9g三聚氯氰搅拌溶解均匀，加入乙醇钠溶液中和，在20℃温度下搅拌反应2h；

(2)将0.37g氨基硅烷偶联剂n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-792)加入到步骤(1)的反应混合物中，升温至40℃继续搅拌反应6h；

(3)将370g气相法白炭黑加入到步骤(2)的反应混合物中搅拌混合均匀，然后滴加碳酸钠水溶液进行偶联反应，产物经干燥去除溶剂，得到硅酮胶抗黄变剂。

实施例3

(1)将37g4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸(dsd酸)溶解于200ml乙醚中，然后加入36.9g三聚氯氰搅拌溶解均匀，加入乙醇钾溶液中和，在30℃温度下搅拌反应2h；

(2)将0.74g氨基硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷(kh-540)加入到步骤(1)的反应混合物中，升温至50℃继续搅拌反应6h；

(3)将1110g气相法白炭黑加入到步骤(2)的反应混合物中搅拌混合均匀，然后滴加碳酸钾水溶液进行偶联反应，产物经干燥去除溶剂，得到硅酮胶抗黄变剂。

实施例4

(1)将37g4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸(dsd酸)溶解于500ml乙醇中，然后加入40g三聚氯氰搅拌溶解均匀，加入乙醇钠溶液中和，在20℃温度下搅拌反应2h；

(2)将1.85g氨基硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)加入到步骤(1)的反应混合物中，升温至60℃继续搅拌反应6h；

(3)将1000g气相法白炭黑加入到步骤(2)的反应混合物中搅拌混合均匀，然后滴加碳酸钾水溶液进行偶联反应，产物经干燥去除溶剂，得到硅酮胶抗黄变剂。

实施例5

(1)将37g4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸(dsd酸)溶解于500mlna2co3水溶液中，然后加入36.9g三聚氯氰，用na2co3水溶液维持体系的ph为3，在冰水浴条件下搅拌反应2h；

(2)将370g气相法白炭黑加入到1000ml异丙醇水溶液中分散均匀，然后加入1.85g氨基硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)进行改性反应，固体产物经分离干燥，得到表面改性白炭黑；

(3)将步骤(2)所得表面改性白炭黑加入到步骤(1)的反应体系中，用na2co3水溶液维持体系的ph为6，在50℃的温度下搅拌反应，固体产物经抽滤分离、干燥，得到硅酮胶抗黄变剂。

本实施例硅酮胶抗黄变剂的合成路线图如图1所示。

实施例6

(1)将37g4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸(dsd酸)溶解于500mlna2co3水溶液中，然后加入33.5g三聚氯氰，用na2co3水溶液维持体系的ph为4，在冰水浴条件下搅拌反应2h；

(2)将740g气相法白炭黑加入到2000ml异丙醇水溶液中分散均匀，然后加入1g氨基硅烷偶联剂3-氨丙基三甲氧基硅烷(kh-540)进行改性反应，固体产物经分离干燥，得到表面改性白炭黑；

(3)将步骤(2)所得表面改性白炭黑加入到步骤(1)的反应体系中，用na2co3水溶液维持体系的ph为7，在40℃的温度下搅拌反应，固体产物经抽滤分离、干燥，得到硅酮胶抗黄变剂。

实施例7

(1)将37g4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸(dsd酸)溶解于1000mlna2co3水溶液中，然后加入37g三聚氯氰，用na2co3水溶液维持体系的ph为4，在4℃条件下搅拌反应2h；

(2)将740g气相法白炭黑加入到2000ml异丙醇水溶液中分散均匀，然后加入2g氨基硅烷偶联剂n-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-792)进行改性反应，固体产物经分离干燥，得到表面改性白炭黑；

(3)将步骤(2)所得表面改性白炭黑加入到步骤(1)的反应体系中，用na2co3水溶液维持体系的ph为7，在40℃的温度下搅拌反应，固体产物经抽滤分离、干燥，得到硅酮胶抗黄变剂。

实施例8

(1)将37g4,4'-二氨基二苯乙烯-2,2'-二磺酸(dsd酸)溶解于1000mlna2co3水溶液中，然后加入40g三聚氯氰，用k2co3水溶液维持体系的ph为3，在4℃条件下搅拌反应2h；

(2)将800g气相法白炭黑加入到1500ml异丙醇水溶液中分散均匀，然后加入1.5g氨基硅烷偶联剂3-氨丙基三乙氧基硅烷(kh-550)进行改性反应，固体产物经分离干燥，得到表面改性白炭黑；

(3)将步骤(2)所得表面改性白炭黑加入到步骤(1)的反应体系中，用k2co3水溶液维持体系的ph为7，在40℃的温度下搅拌反应，固体产物经抽滤分离、干燥，得到硅酮胶抗黄变剂。

以上实施例1和实施例5所得硅酮胶抗黄变剂的荧光光谱图如图2所示。由图2结果可见，采用本发明两种方法制备出的硅酮胶抗黄变剂均可发射出波长范围在440nm左右的蓝色荧光。