一种自固化功能材料的制备与应用

本发明涉及一种可以自固化的功能材料，确切讲是一种可用于黏接、密封、灌封、喷涂和裂缝修补的可自固化的液体橡胶。

背景技术：

1、可以固化的材料广泛用于不同或相同材料间的黏接、密封、灌封或喷涂，这类材料也可被作为裂缝修补剂用于修补材料或建筑物的裂缝，例如在材料的裂缝中灌注某种可固化的物质借助其交联固化实现裂缝的修补。对强度要求较高的裂缝修补通常会改用环氧树脂等修补剂进行修补作业，由专业技术人员将环氧树脂预聚体和冷固化交联剂混匀后，再在压力作用下将此粘稠流体灌注于裂缝中实施修补。例如cn115975568a公开的一种裂缝修补剂包括：环氧树脂60～100份、聚氨酯10～20份、硅酸钠5～10份、氯丁橡胶5～10份、水30～50份、增塑剂15～20份、抗菌剂5～10份、固化剂10～15份，所述增塑剂为邻苯二甲酸酯、脂肪族二元酸酯中的一种或两种。

2、现有的黏接、密封、灌封、喷涂材料一般需要在使用时加入固化剂，这将使其应用作业过程较为烦杂，操作也不方便。

技术实现思路

1、本发明提供一种可克服现有技术不足，具有自固化特性的功能材料，以及这种材料的制备方法。

2、本发明的自固化功能材料是由带有c＝c的偶联剂与二烯类橡胶发生烯烃交叉复分解反应得到的液体橡胶，其偶联基团可与基材表面键合，同时遇湿可发生自固化。

3、本发明所述材料的制备方法是由带有c＝c的偶联剂与二烯类橡胶发生烯烃交叉复分解反应得到的液体橡胶。

4、优选地，本发明的制备方法是二烯类橡胶和金属卡宾配合物催化剂混合溶液中滴加带有c＝c的偶联剂，实施烯烃交叉复分解反应。

5、优选地，本发明的制备方法中：

6、金属卡宾配合物催化剂是schrock催化剂、schrock-hoveyda催化剂、grubbs第一代催化剂、grubbs第二代催化剂、hoveyda-grubbs第一代催化剂或hoveyda-grubbs第二代催化剂中的任一种：

7、带有c＝c的偶联剂是乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷或甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷中的任一种；

8、所述的二烯类橡胶是天然橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶或顺丁橡胶。

9、优选地，本发明的制备方法所用的金属卡宾配合物催化剂为hoveyda-grubbs第二代催化剂((1,3-双-(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基)二氯(邻异丙氧基苯亚甲基)合钌)，带有c＝c的偶联剂优选为乙烯基三乙氧基硅烷，二烯类橡胶采用丁腈橡胶。

10、更优选地，本发明的制备方法是：

11、(1)将1g丁腈橡胶溶于20ml氯仿，加入2mg金属卡宾配合物催化剂；将2ml乙烯基三乙氧基硅烷溶于10ml氯仿中；在60℃回流条件下，将硅烷溶液滴加到丁腈橡胶的氯仿溶液中，滴加完后继续反应时间30分钟；

12、(2)反应结束后，加入少量乙烯基乙醚淬灭催化剂，再加入30ml乙醇沉淀产物，收集的黄色粘稠液体用旋转蒸发仪除净溶剂，得到多偶联基团修饰的液体橡胶。本发明的材料是一种具有良好流动性的液体橡胶，使用时在遇湿时可自发产生交联反应，与裂缝表面羟基结合而产生良好粘结，其固化后具有良好弹性，在一定程度上可避免开裂。

13、通过本发明所述的其它带有c＝c的偶联剂与二烯类橡胶发生烯烃交叉复分解反应均可制备相应的多偶联基团修饰的液体橡胶，其偶联基团含量、分子量及粘度可通过改变烯烃交叉复分解反应条件进行控制。。本发明的材料在裂缝修补剂方面具有非常好的应用前景。

技术特征：

1.一种自固化的功能材料，其特征在于所述材料是由带有c＝c的偶联剂与二烯类橡胶发生烯烃交叉复分解反应得到的液体橡胶。

2.权利要求1所述材料的制备方法，其特征在于二烯类橡胶和金属卡宾配合物催化剂混合溶液中滴加带有c＝c的偶联剂，实施烯烃交叉复分解反应。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于其中：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所用的金属卡宾配合物催化剂为hoveyda-grubbs第二代催化剂((1,3-双-(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基)二氯(邻异丙氧基苯亚甲基)合钌)，带有c＝c的偶联剂优选采用乙烯基三乙氧基硅烷，二烯类橡胶采用丁腈橡胶。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：

6.权利要求5的方法制备的液体橡胶。

技术总结
本发明公开一种可以自固化的功能材料以及这种材料的制备方法。本发明的自固化功能材料是由带有C＝C的偶联剂与二烯类橡胶发生烯烃交叉复分解反应得到的液体橡胶。本发明所述材料的制备方法让所述的带有C＝C的偶联剂是乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷或甲基丙烯酰氧丙基三乙氧基硅烷中的任一种，所述的二烯类橡胶是天然橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶或顺丁橡胶。本发明的材料是一种具有良好流动性的液体橡胶，使用时在遇湿时可自发产生交联反应，与裂缝表面羟基结合而产生良好粘结。本发明的材料在裂缝修补剂方面具有非常好的应用前景。

技术研发人员：刘鹏,杨晨
受保护的技术使用者：兰州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/4