一种加成型液体硅橡胶增粘剂及其制备方法与流程

文档序号:14854090发布日期:2018-07-04 02:14阅读:1029来源:国知局

本发明涉及加成型液体硅橡胶增粘剂及其制备方法,属于高分子材料技术领域。



背景技术:

众所周知,加成型液体硅橡胶硫化后具有优良的应用性能,已在各个领域得到了广泛应用,如电子元器件用灌注料,led灯用灌封胶等。但大多数品种在硫化过程中与接触的基材无粘接性,限制了其应用的进一步发展。用于加成型液体硅橡胶的新型可靠增粘剂成为现今的研究热点。

目前,为提高加成型硅橡胶的粘接性能采取的措施有:(1)将硅烷偶联剂如kh550、kh560作为底涂剂,处理基材表面;但单独使用如γ-氨丙基三乙氧基硅烷即kh550、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷即kh560等硅烷偶联剂做底涂剂时,硅橡胶与基材有一定粘接性,但是效果有限,而且会产生许多不良影响,如:由于自身烷氧基水解造成产品外观异变;产生难闻气味;影响产品透光率等。(2)采用低粘度的羟基硅油与硅烷偶联剂反应得到粘接剂。但由于分子结构的限制,粘接效果并不理想,而且由于其低折光率的限制,仅匹配室温下折光率1.41左右的全甲基加成型硅橡胶,并不适用于含较高苯基的加成型硅橡胶。



技术实现要素:

为了解决现有加成型液体硅橡胶增粘剂粘接效果不理想,用途单一的缺点,本发明提供了一种多用途的有机硅增粘剂制备方法,通过改变大分子链的结构,按一定比例引入多种有效基团,可制得粘接效果良好,用途广泛的有机硅增粘剂。

本发明所采用的技术方案如下:

一种加成型液体硅橡胶增粘剂,是以二甲基二烷氧基硅烷,二苯基二烷氧基硅烷,甲基乙烯基二烷氧基硅烷,γ-缩水甘油醚氧丙基三烷氧基硅烷,γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三烷氧基硅烷为原料,经水解反应、平衡反应而得到的。

所得加成型液体硅橡胶增粘剂结构如下:

其中,m、n、a、b、c均为0~100的整数,m表示为封端。

所述二甲基二烷氧基硅烷,二苯基二烷氧基硅烷,甲基乙烯基二烷氧基硅烷,γ-缩水甘油醚氧丙基三烷氧基硅烷,γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三烷氧基硅烷的反应摩尔比为:1:(0~1.5):(0.01~0.1):(0.02~0.5):(0.02~0.5)。优选地,所述各原料的反应摩尔比为1:(0-0.6):(0.03-0.08):(0.02-0.05):(0.02-0.03)。

所述水解反应的具体操作为:向有机溶剂中加入上述各原料及盐酸,升温至回流温度,滴加水,维持回流反应3~4h。

所述有机溶剂选自甲醇或者乙醇;所述有机溶剂用量为二甲基二烷氧基硅烷摩尔用量的2~5倍。

所述盐酸用量为二甲基二烷氧基硅烷摩尔用量的0.005~0.01倍。为了保证水解效果,本发明优选使用浓盐酸。

所述水的用量为二甲基二烷氧基硅烷摩尔用量的1.5~2.7倍。

所述回流温度为70~85℃。

所述平衡反应是指水解产物在碱性催化剂作用下与封端剂发生反应。

所述碱性催化剂选自四甲基氢氧化铵。

所述封端剂为二乙烯基四甲基二硅氧烷或六甲基二硅氧烷。所述封端剂用量为二甲基二烷氧基硅烷摩尔用量的0.5~1倍。

在平衡反应进行前,需先将水解反应结束后的体系降至室温,中和,脱除醇类及过量水。所述中和采用的试剂为碳酸钠或者碳酸氢钠。所述脱除醇类及水的温度不超过110℃。

本发明还包括后处理,具体为将平衡反应后的体系升温破酶,并在高温、减压条件下脱除低沸物后,得到最终产物。所述的高温是指温度为150~160℃范围,所述减压是指压力在-0.08~-0.09mpa之间。

本发明反应机理如下:

其中,m、n、a、b、c均为0-100的整数,r为甲基,mm表示为封端剂。

本发明的有益效果是:采用本发明制得的增粘剂具有很好的透明性;少量加入既可提高硅橡胶对基材如金属,有机合成材料的粘接性能;采用本发明可制得折光率范围为1.43~1.56之间的增粘剂,可适用于不同折光率要求的液体硅橡胶,不影响其透光率;工艺操作简单易行。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。

实施例1

将120g二甲基二甲氧基硅烷(1mol),122g二苯基二甲氧基硅烷(0.5mol),10g甲基乙烯基二甲氧基硅烷(0.075mol),10gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂kh-560,0.042mol),5gγ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(kh-570,0.02mol)加入到含有200g甲醇的1l三口瓶内,搅拌,滴加0.1g浓盐酸,升温至70℃,滴加60g水,维持回流温度3h,降至室温,加入2g碳酸氢钠中和,并水洗至中性,在-0.09mpa,100℃脱除水及甲醇,降至室温加入1g六甲基二硅氧烷(0.006mol),0.01g四甲基氢氧化铵(0.0001mol),在100℃反应3h后破酶,得到折光率为1.53、粘度为30mm2/s、无色透明液体。

实施例2

将120g二甲基二甲氧基硅烷(1mol),30g二苯基二甲氧基硅烷(0.12mol),5g甲基乙烯基二甲氧基硅烷(0.038mol),7gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(硅烷偶联剂kh-560,0.029mol),5gγ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(kh-570,0.02mol)加入到,含有200g甲醇的1l三口瓶内,搅拌,滴加0.1g浓盐酸,升温至70℃,滴加55g水,维持回流温度3h,降至室温,加入2g碳酸氢钠中和,并水洗至中性,在-0.09mpa,100℃脱除水及甲醇,降至室温加入1g六甲基二硅氧烷,0.01g四甲基氢氧化铵,在100℃反应3h后破酶,得到折光率为1.45、粘度为15mm2/s、无色透明液体。

实施例3

将148g二甲基二乙氧基硅烷(1mol),75g二苯基二乙氧基硅烷(0.275mol),12g甲基乙烯基二乙氧基硅烷(0.075mol),14gγ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷(硅烷偶联剂kh-561,0.05mol),6gγ-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷(0.02mol)加入到,含有150g乙醇的1l三口瓶内,搅拌,滴加0.1g浓盐酸,升温至80℃,滴加70g水,维持回流温度4h,降至室温,加入2g碳酸氢钠中和,并水洗至中性,在-0.09mpa,100℃脱除水及醇,降至室温加入1.1g二乙烯基四甲基二硅氧烷,0.01g四甲基氢氧化铵,在100℃反应3h后破酶,得到折光率为1.47、粘度为25mm2/s、无色透明液体。

实施例4

将148g二甲基二乙氧基硅烷(1mol),148g二苯基二乙氧基硅烷(0.544mol),12g甲基乙烯基二乙氧基硅烷(0.075mol),14gγ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷(0.05mol),6gγ-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷(0.02mol)加入到,含有150g乙醇的1l三口瓶内,搅拌,滴加0.1g浓盐酸,升温至80℃,滴加70g水,维持回流温度4h,降至室温,加入2g碳酸氢钠中和,并水洗至中性,在-0.09mpa,100℃脱除水及醇,降至室温加入1g六甲基二硅氧烷,0.01g四甲基氢氧化铵,在100℃反应3h后破酶,得到折光率为1.51、粘度为27mm2/s、无色透明液体。

实施例5

将148g二甲基二乙氧基硅烷(1mol),12g甲基乙烯基二乙氧基硅烷(0.075mol),14gγ-缩水甘油醚氧丙基三乙氧基硅烷(0.05mol),6gγ-(甲基丙烯酰氧)丙基三乙氧基硅烷(0.02mol)加入到,含有150g乙醇的1l三口瓶内,搅拌,滴加0.1g浓盐酸,升温至80℃,滴加70g水,维持回流温度4h,降至室温,加入2g碳酸氢钠中和,并水洗至中性,在-0.09mpa,100℃脱除水及醇,降至室温加入0.5g二乙烯基四甲基二硅氧烷,0.01g四甲基氢氧化铵,在100℃反应3h后破酶,得到折光率为1.42、粘度为10mm2/s、无色透明液体。

实施例6

将150g二甲基二甲氧基硅烷(1.25mol),170g二苯基二甲氧基硅烷(0.696mol),7g甲基乙烯基二乙氧基硅烷(0.044mol),11gγ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(0.046mol),8gγ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(0.032mol)加入到,含有150g乙醇的1l三口瓶内,搅拌,滴加0.1g浓盐酸,升温至80℃,滴加70g水,维持回流温度4h,降至室温,加入2g碳酸氢钠中和,并水洗至中性,在-0.09mpa,100℃脱除水及醇,降至室温加入0.5g二乙烯基四甲基二硅氧烷,0.01g四甲基氢氧化铵,在100℃反应3h后破酶,得到折光率为1.42、粘度为10mm2/s、无色透明液体。

效果验证

将100g粘度2000mpa·s的乙烯基硅油、40g乙烯基含量为6%的甲基硅树脂,10g含氢量为4%的含氢硅油、0.2g抑制剂、0.1g铂催化剂配置成加成型液体硅橡胶基础胶料。将基础胶料取7等份,每份为20g,分别标记为实施例1、实施例2,实施例3,实施例4,实施例5,实施例6,空白样,按对应关系分别加入各实施例制备的增粘剂0.5g,空白样不加其他任何试剂,将各样搅拌均匀,涂抹到pc板基材上,在120℃硫化2h后,使用材料试验机对各样进行粘合强度测试。测试结果如表1:

表1

通过上述表格可知,适量加入本发明合成的增粘剂,可显著提高加成性液体硅橡胶的剪切强度,表明本发明合成的增粘剂能大幅度提高有机硅密封胶粘接性能。

虽然,上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

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