[发明专利]杂化有机硅热塑性弹性体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种杂化有机硅热塑性弹性体及其制备方法。

背景技术

有机硅弹性体材料独特的化学结构赋予了材料优异的性能，可广泛的用于建筑、汽车、新能源、道路道桥、电子、航天航空和医疗行业。传统的有机硅弹性体材料在使用时通常需要经过混炼工艺在有机硅聚合物基料中加入碳酸钙、二氧化硅等增强填料，以及交联剂、偶联剂、催化剂等助剂才能够得到相应的使用性能。有机硅聚合物基料与交联剂在室温或者高温条件下形成稳定化学交联结构，使得材料具有一定的力学性能。但是由于稳定的化学键一般形成就很难被破坏，因而有机硅弹性体材料仅能一次加工使用，不具备塑料和热塑性弹性体一样的加热塑性加工和多次重复加工能的性能。

通过高分子共混的方法能够制备得到有机硅与其他高分子材料的共混物，但是由于有机硅材料的表面能低，与其他高分子材料共混后会存在着明显的相分离现象，使得最终的产物失去使用价值。采用高分子合成的方法或者化学改性的方法可以对有机硅聚合物链段进行改性，引入新的分子链节，制备得到杂化的有机硅弹性体材料。这种新型的结构是将有机硅链段与其他高分子链段在分子尺度共存，使得材料既具有有机硅材料的特性，还赋予材料更为优异的性能，比如力学性能的提高、耐腐蚀能力改善、粘接性能增加。

目前，可通过高分子合成的方法制备得到有机硅-聚苯乙烯共聚物、有机硅-聚乙烯共聚物、有机硅-聚（脲）氨酯共聚物、有机硅-聚酰胺共聚物等多种有机硅杂化材料。由于原材料和工艺难度，采用缩合聚合方法制备得到的有机硅-聚（脲）氨酯材料最具有工业化生产的前景。特别是有机硅-聚脲共聚物因为具有刚性的脲键，使得有机硅-聚脲材料有优异的力学性能和热塑性的加工而备受关注。专利EP0250248中公开了一种使用扩链剂合成线性有机硅-聚脲嵌段共聚物的合成方法，专利US20040210024A1公开了一种双端氨基硅油及线性有机硅-聚脲嵌段共聚物弹性体的制备方法。

目前有机硅-聚脲嵌段组以线性聚合物为主，作为热塑弹性体材料使用时，刚性聚脲结构以分子间氢键作用形成物理交联点，由于线性共聚物在加工时粘度大流动性差，且需要很高软化温度。支化大分子链聚合物相对于线性大分子链可以有效的提高有机硅聚合物的加工流动性，改善有机硅聚合物加工性能，目前具有支化结构的有机硅-聚脲共聚物还未见报道。

发明内容

为了解决现有技术中线性有机硅-聚脲嵌段共聚物的加工难题和开发新型结构的有机硅热塑性弹性体材料，本专利提出了一种杂化有机硅热塑性弹性体及其制备方法。

为了解决上述的技术问题，本发明采取以下的技术方案：

一种杂化有机硅热塑性弹性体，具有式I的结构式：

式I；

其中：

m为4～100的正整数；

n为4～100的正整数；

h为1～40的正整数；

k为0～40的正整数；

l为0～40的正整数；

R₁～R₄为相同或者不同的含有1～10个碳原子的烷烃、烯烃、芳烃基团；

R₅～R₁₄为H或基团，且R₅～R₁₄不全为H；R₁₅为含有1～100个碳原子线性或支化的聚合物、含有2～100个硅原子的线性或者支化的有机硅聚合物中至少一种；即基团为含有1～100个碳原子线性或支化的聚合物，或含有2～100个硅原子的线性或者支化的有机硅聚合物中的一个H原子被取代；

X为1～10个碳原子的亚烷基、亚芳基、亚烷基芳基、亚芳基烷基；

Z为1～10个碳原子的亚烷基、亚芳基、亚烷基芳基、亚芳基烷基；

Y₁为1～20个碳原子的亚烷基、亚芳基、亚烷基芳基、亚芳基烷基；

Y₂为1～20个碳原子的亚烷基、亚芳基、亚烷基芳基、亚芳基烷基；

Y₃为1～20个碳原子的亚烷基、亚芳基、亚烷基芳基、亚芳基烷基。