[发明专利]一种羟基封端甲基乙烯基氟硅油及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种羟基封端甲基乙烯基氟硅油及其制备方法和应用，该制备方法包括：以三氟丙基甲基环三硅氧烷、甲基乙烯基硅氧烷环体和二甲基硅氧烷环体为原料，加入水、碱催化剂和反应助剂后进行聚合反应，直至反应体系粘度稳定；加入酸性化合物中和反应体系至中性后，升温至170～190℃，抽真空得到羟基封端甲基乙烯基氟硅油。该制备方法过程简单，乙烯基含量易控，聚合反应温度低、能耗小，后处理简单，目标产物产率高。羟基封端甲基乙烯基氟硅油既可以作为氟硅橡胶的加工助剂、又可以根据乙烯基和羟基含量的不同调节氟硅橡胶的交联密度，改善氟硅橡胶的力学性能，抑制小分子到表面的迁移，还可以改善硅橡胶的耐油性能，集多种功能于一身。

技术领域

本发明涉及氟硅橡胶领域，具体涉及一种羟基封端甲基乙烯基氟硅油及其制备方法和应用。

背景技术

结构化造成混炼型硅橡胶加工性差、返炼困难、贮存期短以及流变性差而容易引起制品缺陷等问题。所谓结构化是指弹性体材料和高活性补强剂接触后在接触部位生成不溶解凝胶的现象。出现这类结构化现象得有一个先决条件，即补强剂必须是粒子高度细微、比表面积大、活性大的补强剂，除了硬质炭黑之外，够条件的还有气相法白炭黑。它和硅橡胶混炼所得之胶料，往往在存放过程中变硬，可塑性降低，在炼胶滚筒间辊轧时黏度急剧上升，并逐渐失去返炼加工性，这类现象被总称为“结构化”。产生结构化的原因是白炭黑表面的羟基和硅橡胶分子末端缩合，也有人将之解释为由白炭黑的表面活性基团与硅橡胶分子链形成氢键型的化学吸附所致。

为了改善这一情况，通常可采取处理补强填料白炭黑和混炼时添加结构化控制剂两种方法。但处理白炭黑的成本太高，现在大多采用混炼时添加结构化控制剂就地处理白炭黑的办法。因此，在硅橡胶混炼胶中加入结构控制剂可使胶料存放后仍然保持其加工所必需的工艺性能，使用结构化控制剂不仅解决了硅橡胶混炼胶的加工性和贮存稳定性，也可明显改善混炼胶的抗撕、伸长率、硬度、流变性等综合性能。

目前使用最普遍的抗结构剂为a,ω-二羟基低聚二甲基硅氧烷，即所谓的羟基硅油，使用羟基硅油作结构化控制剂具有抗结构性好，使用方便，所得的混炼胶透明等优点，但是存在着功能单一，加热或硫化成型时有臭味，加大扯断永久变形和回弹性等问题。除羟基硅油外，二苯基二羟基硅烷、硅氮烷团、低分子烷氧基硅烷等也可以用作抗结构剂，其中除了二苯基二轻基硅烷还有提高混炼胶的耐热性外，其余的功能都较单一。

近年来，硅橡胶应用范围越来越广泛，比如日常生活中应用的硅橡胶中，必须具备良好的力学性能和很高的安全卫生性能。因此硅橡胶体系中小分子的控制就很重要。常用的结构控制剂一般分子量比较小，受热或者时间一长容易导致低分子挥发物逸出，对硅橡胶的品质有较大的影响。因此，选用合适的结构控制剂显得尤为重要。

发明内容

针对本领域存在的不足之处，本发明提供了一种羟基封端甲基乙烯基氟硅油的制备方法，过程简单，乙烯基含量容易操控，聚合反应温度低、能耗小，后处理简单，目标产物产率高。

一种羟基封端甲基乙烯基氟硅油的制备方法，包括步骤：

(1)以三氟丙基甲基环三硅氧烷(D₃F)和甲基乙烯基硅氧烷环体(D_n^vi)为原料，加入水、碱催化剂和反应助剂后进行聚合反应，直至反应体系粘度稳定；

(2)加入酸性化合物中和反应体系至中性后，升温至170～190℃，抽真空得到羟基封端甲基乙烯基氟硅油。

步骤(1)的反应优选在搅拌下进行。

作为优选，所述的水占原料的质量百分数为0.001～20％。

作为优选，所述的碱催化剂占原料的质量百分数为0.001～2％。

考虑与封端剂、环体总量的匹配性，作为优选，所述的反应助剂占原料的质量百分数为0.002～5％。