[发明专利]一种加成型硅橡胶用硼酸酯增粘剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于硅橡胶粘结密封材料及其制备领域，具体涉及一种加成型硅橡胶用硼酸酯增粘剂及其制备方法与应用。

背景技术

加成型硅橡胶是含乙烯基的聚硅氧烷以及含多硅氢键的聚硅氧烷在铂催化剂的作用下通过硅氢加成来实现硫化成型。该种硅橡胶由于在硫化过程中不产生副产物，且硫化温度相对较低、硫化时间短等优良性能得以广泛应用。然而，加成型硅橡胶因其对底材的粘接性能差，使得加成型硅橡胶在使用过程中要大量使用底涂剂对底材表面进行处理。这一缺点造成了使用成本和工作量的提高，因此，研究高效增粘剂实现加成型硅橡胶本体增粘对加成型硅橡胶的发展起到重要作用。

之前的研究工作中，亦有很多专利报道加成型硅橡胶增粘剂。其中，有一部分提到制备含不饱和基团的增粘剂。日本专利特開昭51-28309中制备了含丙烯酸基团的硅烷或硅氧烷。日本专利特開昭56-9183提出在烷氧基硅烷中引入不饱和基团。日本专利特開昭54-135844中又制备了含不饱和基团的烷氧基硅烷的部分水解产物。这些专利中提及的增粘剂对金属的粘接有一定提高效果，但是对于塑料的粘接并无明显提高。

在本课题组的前期工作中，在中国专利201318008546.8中提出把碳硼烷引入到硅树脂中可以明显改善室温和高温下的粘接强度，在室温下的对不锈钢底材的剪切强度最高可达9.53Mpa，600℃的剪切强度最高可达2.58Mpa。硼的引入可以有效提高粘接性能，但碳硼烷的制备工艺复杂、成本高，不利于推广利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何提高加成型硅橡胶对金属及塑料底材的粘接性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种加成型硅橡胶用硼酸酯增粘剂。

本发明所提供的加成型硅橡胶用硼酸酯增粘剂为含不饱和键的硼酸酯化合物；所述不饱和键具体可为碳碳双键或碳碳三键。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了上述加成型硅橡胶用硼酸酯增粘剂的制备方法。

本发明所提供的加成型硅橡胶用硼酸酯增粘剂的制备方法，包括下述步骤：将硼酸酯与含不饱和键的含活性羟基的化合物进行酯交换反应，得到含不饱和键的硼酸酯化合物。

上述方法中，所述硼酸酯选自下述至少一种：硼酸烷基酯、烷基取代的硅烷基硼酸酯和硼酸芳基酯。

所述硼酸酯具体可选自下述至少一种：硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙酯、硼酸三异丙酯、硼酸三丁酯、硼酸三叔丁基酯、硼酸三(三甲硅烷基)酯和硼酸三苯基酯，优选为硼酸三甲酯。

所述含不饱和键的含活性羟基的化合物可为含烯键的醇，如烯丙醇、乙二醇乙烯醚、顺式-3-己烯-1-醇和3-溴-3-丁烯醇等。

所述含不饱和键的含活性羟基的化合物还可为2-羟基乙基甲基丙烯酸酯。

所述含不饱和键的含活性羟基的化合物具体可为烯丙醇或2-羟基乙基甲基丙烯酸酯。

上述方法中，所述硼酸酯与所述含不饱和键的含活性羟基的化合物的物质的量比为1:0.5-3，如1:0.5-1，具体可为：1:0.67、1:0.74、1:0.75或1:0.83。

所述酯交换反应的温度为30-60℃，具体可为40℃或50℃；所述酯交换反应的反应体系的压力维持在0.01MPa-2MPa，具体可为0.1MPa。

为了促使酯交换反应向正方向进行，上述方法还包括在酯交换反应进行1-2h后，提高反应体系的温度至60-120℃，继续反应6-12h至无蒸出物蒸出的步骤。

上述方法进一步包括在无蒸出物蒸出后，进一步提高反应体系的温度至100-150℃继续反应1-2h至无蒸出物蒸出的步骤。

上述含不饱和键的硼酸酯化合物在制备加成型硅橡胶用硼酸酯增粘剂中的应用也属于本发明的保护范围。

上述含不饱和键的硼酸酯化合物作为加成型硅橡胶用硼酸酯增粘剂中的应用也属于本发明的保护范围。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种含有上述硼酸酯增粘剂的加成型硅橡胶粘结密封剂及其制备方法。

本发明所提供的加成型硅橡胶粘结密封剂由下述组分组成：加成型硅橡胶基础胶、补强填料、所述硼酸酯增粘剂和铂催化剂。

其中，所述补强填料的质量为加成型硅橡胶基础胶质量的15％-35％，具体可为19％；所述硼酸酯增粘剂的质量为加成型硅橡胶基础胶质量的0.5％-3％，具体可为0.95％、1.42％、1.9％或2.85％；所述铂催化剂的质量为加成型硅橡胶基础胶质量的0.5‰-2‰，具体可为1‰。