[发明专利]一种高活性有机硅树脂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机—无机杂化材料技术领域，特别涉及一种含有聚倍半硅氧烷类笼型结构，具有高活性、可硅氢加成反应双键结构的新型硅树脂及其制备方法。

背景技术

有机硅树脂是一种具有三维网状结构聚合物，它同时兼有有机物特性和无机物功能于一身，使其具有其它聚合物所不能比拟的优越性能。近些年，在电子电气、化工机械和航空航天等领域得到广泛应用。张军营等（CN200710098539.5）曾报道了一种不含溶剂液体乙烯基硅树脂，该树脂不仅可以通过开环固化，而且还可以进行硅氢加成固化。但是该树脂存在室温下粘度大，施工不便；反应活性低，固化温度高；与其它材料的粘结性差等缺点，使其在实际应用中受到一定的限制。

为了克服上述这些缺点，许多科研工作者已经作了大量工作，国内钟桂云和杨维生等人相继开发出了烯丙基型液体硅橡胶，实验结果表明，与传统乙烯基硅橡胶相比，烯丙基硅橡胶在粘接性能、抗中毒性能以及反应活性方面都具有较好效果，但是该橡胶在耐热方面不如传统有机硅树脂性能优越，这就限制它在高温场合的使用。

鉴于烯丙基的特殊结构和硅树脂优越耐热性性能，本发明通过分子设计，将烯丙基基团引入到有机硅树脂中，形成了一种低粘度、高活性烯丙基硅树脂。另外，该制备方法具有反应条件温和、操作简单、反应周期短等优点。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种高活性有机硅树脂及其制备方法。该产品不含溶剂，并能克服普通酸性水解合成硅树脂中硅羟基含量高的缺点。同时提供了一种反应条件温和、操作简单、反应周期短的制备方法。该树脂中烯丙基的存在使得树脂进行加成固化，反应过程中没有低分子物质放出，克服了缩合型固化硅树脂收缩率高、固化物有缺陷的缺点。

一种高活性有机硅树脂，其特征在于，通过烯丙基硅氧烷单体水解缩合方法将烯丙基结构引入到有机硅树脂中。

进一步一种高活性有机硅树脂，其特征在于，是以烯丙基三烷氧基硅烷为原料通过水解缩合方法制备的包含“类笼型”聚倍半硅氧烷结构的聚烯丙基硅树脂，

其主要结构为：

其中R为甲基、乙基；链节a由三官能度硅氧烷水解不完全而产生，a/(a+b)为0.1%～20%；链节b由三官能度硅氧烷水解产生。

所述的“类笼型”结构是主链由三官能度硅氧烷水解不完全产生的

和三官能度硅氧烷完全水解产生构成的不完全封闭的笼子型结构，高活性有机硅树脂在常温下为液体。

例如所述的“类笼型”结构其中的封闭环也可以由不同数目的构成。

本发明一种高活性有机硅树脂是通过下述技术方案得以制备的，具体实验过程包括如下步骤：

（1）在0～120℃，将烯丙基三烷氧基硅烷和溶剂按摩尔比1:（1-5）的比例混合，其中并加入0.1～5wt%的酸性催化剂，水解1～10小时，得到硅烷水解预聚物，其中酸性催化剂中水与烯丙基三烷氧基硅烷的物质的量比为1～10；

（2）提高加热温度10～50℃，用分水器分离，除去水、醇类和酸性催化剂，得到硅树脂的粗产物；

（3）在100～150℃，真空度0.09Mpa～0.1Mpa条件下，旋蒸除净树脂中残留的溶剂和小分子物质，得到透明有机硅树脂。

所述的溶剂包括苯、四氢呋喃、丙酮、乙醇、烷烃、环己烷、乙酸乙酯或甲醇等，这些溶剂都是本领域常用的普通溶剂。

所述酸性催化剂是无机酸、酸性有机酸，优选盐酸。

进一步所述的烯丙基三烷氧基硅烷单体优选自烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷的一种或几种。

本发明的有益效果是：用本发明的方法制备的硅树脂含有聚倍半硅氧烷类笼型结构，并且具有烯丙基双键结构。该树脂中烯丙基的存在使其进行加成固化时活性较高，且反应过程中没有低分子物质放出，克服了缩合型固化硅树脂收缩率高、固化物有缺陷的缺点。整个制备过程条件温和、工艺简单、可操作性强、毒性低。

附图说明

图1是对合成产物进行傅里叶红外光谱FT-IR，其中（a）表征烯丙基三乙氧基硅烷，（b）表征烯丙基硅树脂。

图2是合成硅树脂核磁共振硅谱。

图3是合成硅树脂核磁共振氢谱。

具体实施方式

下面列举的实例是为了进一步说明本发明而优选得出的，在实际应用中不限于这些实施例。（实施例中所用的盐酸均为市售37%盐酸配制成的0.1～5wt%的盐酸水溶液，优选水的摩尔含量为单体摩尔数的3倍）

实施例1