一种硅烷改性聚醚基胶及其巯基‑烯加成制备方法与流程

文档序号:14072309阅读:312来源:国知局

本发明属于有机胶领域,特别是涉及一种硅烷改性聚醚基胶及其巯基-烯加成制备方法,具体得到一种烷氧基硅基封端的聚醚。



背景技术:

密封胶广泛用于金属、玻璃,木材、硅酮树脂、加硫硅橡胶、陶瓷、天然及合成纤维,以及许多油漆塑料表面的粘接。聚氨酯密封胶含游离的异氰酸酯,且固化易产生气泡。硅酮密封胶撕裂强度低、涂饰性差、容易污染建材。硅烷改性聚醚密封胶(ms胶)是一种以端硅烷基聚醚为基础聚合物制备的高性能环保密封胶。ms胶兼具聚氨酯与硅酮密封胶的优点,克服了缺点,具有优良的力学强度、涂饰性、耐污性,且产品中无异氰酸酯及有机溶剂,是国内外新型弹性密封胶的主要发展方向。

ms胶的基胶制备技术以kaneka与wacker两家公司开发的技术为主。前者采用烯丙基聚醚经扩链、烯丙基卤封端后,再用氢硅氧烷封端,后者采用端羟基聚醚与异氰酸酯基硅氧烷进行反应。对比两家技术,kaneka的技术在力学性能上有优势,固化速度适中,基胶粘度低,耐水性一般,基胶生产工艺复杂;瓦克的技术在力学性能、基胶粘度上不如kaneka,固化速度过快,耐水性好,基胶生产工艺相对简单。ms胶将来会朝着高性能、工艺简单的方向发展。

随着学术界对点击化学研究的深入,越来越多的点击化学技术被用于实际生产。巯基-烯共轭加成是一种典型的点击化学反应,采用碱性催化剂,巯基可以高效快速地与不饱和烯烃进行加成反应。

本发明将采用巯基烷氧基硅烷与端烯基聚醚进行反应,来替代硅氢化加成反应,避免使用难以去除的重金属催化剂,避免存在众多导致粘度上升的氢键,工艺简单。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种硅烷改性聚醚基胶,及其巯基-烯加成制备方法。

为实现上述目的,提供以下技术方案:

一种硅烷改性聚醚基胶,其特征在于:聚醚端基中包含如下式i的结构单元:

式中,r1、r2、r3为烷基或烷氧基,n为1-10。

表示由这里连接到分子链上。

相应的制备上述结构的硅烷改性聚醚基胶的巯基-烯加成制备方法,包括以下步骤:

在反应器中依次加入1摩尔份端丙烯酸酯基的聚醚,2.1~3摩尔份的巯基烷氧基硅烷,0.1~2摩尔份碱性催化剂,0~100摩尔份溶剂,于-5℃~50℃下反应1~24小时,再经纯化、干燥得到硅烷改性聚醚基胶。

所谓端丙烯酸酯基的聚醚,是指该聚醚的两端均具有丙烯酸酯基。

优选的,所述的聚醚选自聚乙二醇、聚丙二醇、聚环氧丙烷、聚环氧乙烷,聚四氢呋喃、聚环氧丁烷、共聚环氧乙烷丙烷、共聚环氧乙烷四氢呋喃中的一种或几种,但不局限于此。

优选的,所述的巯基烷氧基硅烷包括巯丙基三甲氧基硅烷、巯丙基二甲氧基甲基硅烷、巯甲基三甲氧基硅烷、巯甲基二甲氧基甲基硅烷、巯乙基二甲氧基甲基硅烷中的一种或几种,但不局限于此。

优选的,所述的碱性催化剂为胺类或膦类催化剂,具体的选自三乙胺、二乙基甲胺、二异丙基乙胺、乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺、己二胺、间苯二甲胺、4,4’-二氨基二苯甲烷、4,4’-二氨基二苯基砜、双氰胺、己二酰二肼、dmp-30、三乙醇胺、四甲基胍、n,n,-二甲基哌嗪、二甲氨基吡啶、三亚乙基二胺、苄基二甲胺、dmp-10、2-甲基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-十一烷基咪唑、2-十七烷基咪唑、2-苯基咪唑、1-苄基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-甲基咪唑、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑、1-氰乙基-2-十一烷基咪唑、正丁胺、苄胺、四甲基乙二胺、五甲基二乙烯三胺、三苯基膦、三丁基膦、三辛基膦中的一种或几种,,但不局限于此。

优选的,所述的溶剂选自水、甲醇、乙醇、异丙醇、甲苯、苯、氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃、二噁烷、己烷、乙醚、乙酸乙酯、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺或n-甲基吡咯烷酮中的一种或者几种的混合物,但不局限于此。

本发明的有益效果是制备过程无重金属催化剂、成本低、后处理工艺简单、反应快速、收率高、稳定性好,产物粘度低,固化时无自催化作用等特点,有着良好的产业化前景。

具体实施方式

本发明的原理是利用巯基-烯共轭加成这一高效简便的点击化学反应,在丙烯酸酯基封端的聚醚上接入烷氧基硅烷。

下面根据实施例进一步说明本发明,本发明的目的和效果将变得更加明显。

实施例1:

在反应器中依次加入1摩尔份端丙烯酸酯基的聚环氧乙烷(数均分子量10000),2.1摩尔份的巯丙基三甲氧基硅烷,2摩尔份三乙胺,0摩尔份溶剂,于-5℃下反应24小时,再经纯化、干燥得到硅烷改性聚醚基胶。

对产物进行核磁共振波谱分析,得到如下结果:0.74(m,2h,ch2si),1.73(m,2h,ch2ch2si),2.70(t,2h,ch2ch2ch2si),2.6-2.82(m,4h,occh2ch2s),3.57(s,9h,och3),3.63(聚环氧乙烷主链质子),3.73(ch2ch2ooc),4.3(t,2h,ch2ooc)。

基胶产品物理性质:无色透明,25℃时基胶黏度8000mpa.s左右。

实施例2:

在反应器中依次加入1摩尔份端丙烯酸酯基的聚环氧乙烷(数均分子量10000),3摩尔份的巯丙基三甲氧基硅烷,0.1摩尔份三乙胺,100摩尔份甲醇,于50℃下反应1小时,再经纯化、干燥得到硅烷改性聚醚基胶。

实施例3:

在反应器中依次加入1摩尔份端丙烯酸酯基的聚环氧乙烷(数均分子量20000),2.2摩尔份的巯丙基三甲氧基硅烷,0.2摩尔份三苯基膦,1摩尔份甲醇,于25℃下反应12小时,再经纯化、干燥得到硅烷改性聚醚基胶。

对产物进行核磁共振波谱分析,得到如下结果:0.74(m,2h,ch2si),1.73(m,2h,ch2ch2si),2.70(t,2h,ch2ch2ch2si),2.6-2.82(m,4h,occh2ch2s),3.57(s,9h,och3),3.63(聚环氧乙烷主链质子),3.73(ch2ch2ooc),4.3(t,2h,ch2ooc)。

基胶产品物理性质:无色透明,25℃时基胶黏度40000mpa.s左右。

实施例4:

在反应器中依次加入1摩尔份端丙烯酸酯基的环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚,2.3摩尔份的巯丙基二甲氧基甲基硅烷,0.3摩尔份dmp-10,2摩尔份甲醇,于20℃下反应20小时,再经纯化、干燥得到端基为二甲氧基硅烷的聚醚基胶。

实施例5:

在反应器中依次加入1摩尔份端丙烯酸酯基的环氧丙烷-环氧乙烷共聚醚,3摩尔份的巯甲基三乙氧基硅烷,0.2摩尔份三乙醇胺,2摩尔份乙醇,于30℃下反应12小时,再经纯化、干燥得到硅烷改性聚醚基胶。

实施例6:

在反应器中依次加入1摩尔份端丙烯酸酯基的聚四氢呋喃,2.3摩尔份的巯丙基二甲氧基甲基硅烷,0.2摩尔份二乙基甲胺,1摩尔份乙酸乙酯,于0℃下反应24小时,再经纯化、干燥得到硅烷改性聚醚基胶。

实施例7:

在反应器中依次加入1摩尔份端丙烯酸酯基的聚环氧丙烷,2.2摩尔份的巯丙基二甲氧基甲基硅烷,0.2摩尔份三乙胺,1摩尔份乙醚,于20℃下反应24小时,再经纯化、干燥得到硅烷改性聚醚基胶。

实施例8:

在反应器中依次加入1摩尔份端丙烯酸酯基的环氧乙烷-环氧丙烷共聚醚,2.2摩尔份的巯丙基三乙氧基硅烷,0.2摩尔份三丁基膦,2摩尔份乙醇,于25℃下反应20小时,再经纯化、干燥得到硅烷改性聚醚基胶。

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