[发明专利]一种包埋型金属催化剂

说明书

本发明属于金属催化剂领域，具体涉及一种包埋型金属催化剂，包括金属催化剂及包覆在所述金属催化剂表面的聚合物，所述聚合物的主链上含有活性官能团，所述活性官能团包括碳碳双键、碳碳三键、羟基、硅氢键中的至少一种。本发明的有益效果是：相比于传统包埋型催化剂，本专利所述包埋型金属催化剂不仅可以实现高效的硅氢加成催化反应，同时所用催化剂的包覆材料含有反应性官能团，在催化反应进行过程中与基体硅橡胶发生反应形成化学交联点，进而提高复合材料的力学性能，解决包覆聚合物与体系不相容降低力学性能或析出问题。

技术领域

本发明属于金属催化剂领域，具体涉及一种包埋型金属催化剂。

背景技术

在有机硅工业领域，硅氢加成是指在催化剂的作用下，将Si-H键与不饱和键(C＝C，C＝N等)进行结合的反应，它是获得各种有机硅材料的主要方法之一。其中催化剂是影响该反应的关键因素，早期研究人员采用过氧化物、紫外光辐射以及偶氮化合物等作为催化材料来引发反应，但由于存在反应物转化率低下、副产物多、选择性低以及不饱和化合物自聚现象明显等缺点，致使其催化效果不佳，严重阻碍了它在工业领域的应用。1957年，美国道康宁公司的J.L.Speier等人报道了Pt，Ru，Ir的氯化物是硅氢加成的有效催化剂,这些催化剂可以促进硅氢加成反应在常温下迅速进行。报道进一步阐明,溶于异丙醇的氯铂酸催化剂,是反应活性最好的一种催化剂，即为人熟知并在工业中被广泛使用的Speier催化剂。1966年Willing将不饱和硅氧烷与H₂PtCl₆在120℃反应得到一种铂配合物催化剂，应用于硅氢加成反应，其催化效果优于Speier催化剂。1973年，Karstedt在Willing的基础之上以H2PtCl6、乙烯基双封头、乙醇、碳酸氢钠等为反应原材料制备得到了Karstedt催化剂，相对于Willing催化剂，Karstedt催化剂活性更高，其中的氯元素含量更低，近似于零。目前使用的多为均相催化剂，如Speier和Karstedt催化剂，但是在使用过程中通常需要分为A,B组分，增加了储运以及施工难度，或者在体系中加入抑制剂成分，除了可能影响最终产品的性能之外对存放要求也比较高，往往需要低温保存，且保存期限有限，往往不超过两个月。所以包埋型金属催化剂应运而生，既可以解决催化剂自身的稳定性问题，同时为单组分加成型有机硅复合材料的应用提供了解决方案。

专利CN100537666C提出了从二氧化钛溶胶出发制备负载型铂催化剂的办法。其制备过程需经历450℃高温，高温过程易使铂原子团聚生成铂黑减弱催化效果，并且制备方法繁琐，污染和能耗较大，成品催化剂的铂使用量大约为Kardtedt催化剂的20倍，且催化效率只在60％左右，此专利中表面吸附的方式不利于单组分硅橡胶复合物的储运与应用。专利US4481341(A)采用有机硅树脂和铂催化剂配置成均一溶液、通过除去溶剂再破碎的工艺制备了硅树脂包埋型铂催化剂。该包埋型催化剂以可溶性硅树脂作为包埋材料，应用于硅胶体系中；EP761761采用甲苯等溶剂将MQ树脂与卡斯特催化剂的异丙醇溶液制备成均一溶液，再通过喷雾干燥的方式制备包埋型铂催化剂，因为要经历高温过程，铂的络合物依然会形成铂黑造成贵金属使用率低的结果，其次催化剂粒径分布不均匀影响其在体系中的稳定性和铂的释放效率，由于MQ树脂与有机硅具有较好的相容性，导致此方法制备的包埋型催化剂实际上是一个缓释的微胶囊，随着存放时间推移铂会逐渐析出导致体系固化，限制了该类催化剂体系在加成型硅胶体系中的应用。

申请号201711327614.0的中国发明专利“硅树脂包覆型铂催化剂及其制备方法和应用”公开了“常见的包覆型催化剂的包覆物采用热熔性的聚合物，催化剂可以被包覆在一层或者多层热塑性聚合物中。这类催化剂能使配制的加成型液体硅橡胶体系具有较长的室温贮存时间，使用时，加热至包覆物软化点或熔点温度以上才使催化剂释放”。

但这些包覆物在熔融后，残留在有硅橡胶体系，容易形成应力集中点或析出。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种金属包埋型催化剂，具有更好的稳定性，储存条件容忍度高，易于加工。

本发明提供了如下的技术方案：