[发明专利]一种聚硅氧烷型吸氢聚合物薄膜材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种新型聚硅氧烷型吸氢聚合物薄膜材料的制备方法,在一定温度和时间下通过硅醇缩合的方法对含有贵金属催化剂的聚乙烯基硅氧烷树脂进行交联固化，得到具有弹性的吸氢材料；本发明使用了硅醇缩合方法对乙烯基树脂进行交联得到吸氢聚合物，由于硅醇缩合反应体系与吸氢聚合物的功能部分(乙烯基)以及催化部分(Pd催化剂)相互独立，因此固化反应不消耗乙烯基，也不减小体系的饱和吸氢量；另外由于Pd催化剂不为硅醇缩合反应催化剂，因此体系的操作时间只和加入硅醇缩合催化剂的时间和和加入的催化剂量有关，体系的操作时间可根据实际使用情况调控，方便了实际的使用。

技术领域

本发明涉及复合薄膜的化学领域，具体是一种聚硅氧烷型吸氢聚合物薄膜材料的制备方法。

背景技术

室温不可逆吸氢剂是核装备密闭系统气氛控制的核心功能部件，对核装备安全性、可靠性与延寿具有重要意义。我国核装备中现用DEB-Pd/C复合吸氢剂可较好地将密闭系统内的氢气浓度稳定控制在低于100ppm的水平，在很大程度上改善了装备的贮存环境，提高了装备贮存可靠性。但目前在用的吸氢剂的粉体整袋放置方式在针对狭小复杂空间的应用环境时由于难以较好的适应空间位置以及形状的需求使用受到较大的限制。需要开发可以根据使用空间位置灵活成型的吸氢聚合物材料，满足实际的使用需求。

对于聚合物吸氢材料的需求，目前已报道的方法主要采用将聚合物与粉体吸氢剂复合的方法制备，而在实际情况中由于聚合物与吸氢剂的相容性问题以及外加DEB对聚合物基体的力学性能以及固化成型的影响，此种方法很难得到同时具有优良吸氢性能和力学性能的吸氢聚合物(US5837158，Advanced Functional Materials 2018,28,1707285.)；我们之前报道了采用硅氢加成的方式制备聚硅氧烷型吸氢聚合物薄膜材料的制备方法(ZL201510673143.3)，但由于固化反应中的交联反应(硅氢加成)会较多的消耗体系中的乙烯基而乙烯基为氢气反应的活性基团，因此使用种方法较难得到具有高氢气吸收量的材料，另外由于负载催化剂中的贵金属Pd对乙烯基硅氧烷加成反应的催化作用，混合体系经常在未加入Pt催化剂前已经开始固化，因此操作时间较短，给具体应用造成了较大的困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于硅醇缩合固化反应的硅氧烷吸氢聚合物复合材料的制备方法，以至少解决以上提到的一个或多个技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种聚硅氧烷型吸氢聚合物薄膜材料的制备方法，包括如下步骤：

a)预聚体的制备：以含有乙烯基的环硅氧烷为单体，在催化剂的作用下引发聚合，得到硅醇封端聚乙烯基硅氧烷；

b)吸氢弹性体的制备：将所得的硅醇封端聚乙烯基硅氧烷与负载贵金属的粉末以及多官能团硅酸酯或者多官能团硅醇进行充分混合，以一定温度加热一定时间进行固化反应，最后得到具有弹性的吸氢材料；

优选的，所述的含有乙烯基的环硅氧烷结构如下：

其中R₁-R₃可以为乙烯基、甲基、氢原子、烷氧基或者以上基团任意组合。

优选的，步骤a)中所述的催化剂为碱性催化剂或酸性催化剂；碱性催化剂有碱金属氢氧化物，季铵(季膦)氢氧化物等，酸性催化剂有硫酸，三氟甲磺酸，三氟乙酸，酸性白土，磺酸离子交换树脂等。

优选的，所述的步骤b)中的贵金属催化剂为Pt、Pd或Au；负载载体为有机或者无机多孔物质，比如炭黑，SiO₂，CaCO₃，Al₂O₃等；其中负载量为0–50％。

优选的，所述的步骤b)中的多官能团硅醇为小分子或者聚合物分子。