[发明专利]一种超耐低温环氧化硅橡胶及其制备方法

说明书

本发明涉及一种超耐低温环氧硅橡胶及其制备方法，所述环氧硅橡胶的结构如下：将八甲基环四硅氧烷、1,3,5,7‑四甲基‑1,3,5,7‑四乙烯基环四硅氧烷和六乙基环三硅氧烷在在氮气气氛下，加入催化剂和封端剂，进行反应；反应结束后，在真空条件下脱除未反应单体及催化剂，然后冷却至室温，取出，得到甲基乙基乙烯基硅橡胶；然后加入环氧化试剂，反应得到环氧化甲基乙基硅橡胶溶液；经絮凝洗涤干燥即可得到环氧硅橡胶。本发明环氧硅橡胶耐低温性能优异，并有良好耐油性能以及阻尼减震功能，可以广泛用于航空航天等对材料耐低温性能要求较高的领域。

技术领域

本发明涉及高分子化合物的制备领域，具体地说，是涉及一种超耐低温环氧硅橡胶及其制备方法。

背景技术

有机硅在各国都有着广泛的应用，其中以硅氧键(-Si-O-Si-)为骨架形成的硅橡胶是有机硅化合物中研究最多，应用最广的一个分支。其主链为Si原子和O原子交替形成。由于Si-O键的长度远大于碳碳键的长度为且Si-O-Si键角较大，因此与碳碳键为主链的橡胶相比，Si-O-Si链具有更为优异的柔顺性，所以硅橡胶具有更低的玻璃化转变温度。硅橡胶主链的两种元素中Si元素的电负性为1.8，O元素的电负性为3.5，两者存在巨大的差异因此硅橡胶具有较强的离子性，这体现在硅橡胶良好的耐辐射、耐气候老化、耐臭氧等性能上。因此硅橡胶普遍应用于航空航天，生物医疗等高精尖领域。

作为弹性体材料，玻璃化转变温度为限制其使用的最主要因素之一，硅橡胶由于主链的柔顺性，因此具有极低的玻璃化转变温度，例如：聚二甲基硅胶的玻璃化转变温度为-123℃，聚甲基三氟丙基硅胶的玻璃化转变温度为-70℃，聚二乙基硅胶的玻璃化转变温度为-143℃。单一结构单元的硅胶存在着低温结晶的现象，例如聚二甲基硅胶在-50℃发生低温结晶。低温结晶极大的限制了硅胶在低温环境下的应用。通过不同的结构单元的共聚可以破坏硅橡胶主链的有序性从而防止硅橡胶的低温结晶，可制得超耐低温的硅橡胶。此外，硅橡胶虽然有着众多的侧基，但是由于硅橡胶侧链多为甲基或者乙基基团，不存在极性基团，因此耐油性较差。且由于主链的柔顺性，在阻尼橡胶方面并不能显示出卓越的阻尼性能。如何获得耐低温性能优异，并有良好耐油性能以及阻尼减震功能的硅橡胶不仅有着重要的研究价值，在实际应用过程中也有重要的实际意义。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种超耐低温环氧硅橡胶及其制备方法。通过在硅胶的侧基上加入具有极性以及刚性的环氧基团，可以得到一种耐低温性能优异，并有良好的耐油性能以及阻尼减震功能的环氧化硅胶。

本发明的目的之一为提供一种超耐低温环氧硅橡胶，所述的超耐低温环氧硅橡胶的结构如下所示：

其中，w＝250～900，x＝35～50，y＝900～2600，z＝0～1800。

所述环氧硅橡胶的聚合度为2800～3100，分子量分布为1.7～1.9。

所述环氧硅橡胶的玻璃化转变温度为-115℃至-133℃。

本发明的目的之二是提供一种述的超耐低温环氧硅橡胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)以质量份计，取0～80份的八甲基环四硅氧烷，10～50份的1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷，30～140份的六乙基环三硅氧烷，0.2～2份的催化剂，0.01～0.10份的封端剂；

(2)聚合前将八甲基环四硅氧烷、1,3,5,7-四甲基-1,3,5,7-四乙烯基环四硅氧烷和六乙基环三硅氧烷在50～100℃、真空度在-0.07至-0.1MPa的条件下脱水1～3h，然后在氮气气氛下，加入催化剂和封端剂，升温至100～170℃，常压反应3～10h；

(3)反应结束后，升温至160～200℃，在真空条件下脱除未反应单体及催化剂，时间为2～6h，然后冷却至室温，取出，得到甲基乙基乙烯基硅橡胶；