[发明专利]一种线性聚硅氧烷及可陶瓷化聚硅氧烷组合物和其制备方法

说明书

本发明涉及一种线性聚硅氧烷、及其可陶瓷化聚硅氧烷组合物及制备。本发明以含氢硅油和醇类化合物为原料，采用无溶剂体系制备，可以得到侧基含有烷氧基的线性聚硅氧烷，同时，本发明以线性聚硅氧烷为基体的可陶瓷化聚硅氧烷组合物，陶瓷体结构更紧密，且具有无卤、环保、不燃等优点，在航空、航天及电子等领域有广阔应用前景。另外，本发明提供的制备工艺更加安全、环保、无需复杂的工艺及设备。

技术领域

本发明涉及聚硅氧烷技术领域，具体涉及一种线形聚硅氧烷，以及以该线性聚硅氧烷作基体的可陶瓷化聚硅氧烷组合物及其制备方法。

背景技术

随着航空、航天、电子等行业向高速化、高集成化方向的发展，人们对于可耐高温材料的要求越来越高，除了要具有耐高温、耐化学腐蚀等要求之外，还要求材料本身及制备过程环保、固化工艺简单、可现场固化以及具有阻燃性等。

在耐高温材料中，高分子做基体的可陶瓷化材料拥有“高温煅烧或燃烧迅速结成陶瓷状”的特性，可以保护内部材料免受火焰的直接灼烧，在电缆行业、航空、航天等领域已经有了广泛应用。其中，有一类可陶瓷化材料的基体为聚硅氧烷，因其主链为硅氧烷键，键能高，所以基体本身耐热性好。目前，作为高分子基可陶瓷化材料的聚硅氧烷主要是硅橡胶和硅树脂，因可陶瓷化硅橡胶的柔韧性优于可陶瓷化硅树脂，所以可陶瓷化硅橡胶多用于电缆行业。

中国专利CN105694471A提出一种陶瓷化耐火硅橡胶的制备方法，其包含的组份有：甲基乙烯基硅橡胶作为基体，加入了成瓷填料、助熔剂、以及催化剂、交联剂以及助剂，另外额外添加了阻燃剂，在制备过程中采用了高温低压的制备方法，最后得到可陶瓷化耐火硅橡胶，1000℃煅烧后得到的陶瓷化产物的质量分数不超过80％。上述方法存在的问题是需要额外添加阻燃剂才能使可陶瓷化硅橡胶达到难燃的效果，而且在制备过程中采用了高温和低压使之成型，制备工艺复杂。

除了硅橡胶作为基体之外，硅树脂也可以作为基体，且其在阻燃性方面更有优势，一般无需额外添加阻燃剂就可以达到难燃的效果。

中国专利CN105778504A提出一种陶瓷化硅树脂组合物的制备方法。该陶瓷化硅树脂组合物的制备方法是(1)将50～100份缩合型硅树脂溶于有机溶剂中，待完全溶解后，分别加入0.00001～2份催化剂、5～80份成瓷填料、0.01～50份助熔剂、以及其他非成瓷填料和助剂，得到陶瓷化硅树脂组合物。(2)将该组合物涂覆于玻纤布上，先在烘箱中用170℃烘烤5分钟得到半固化片，再将其置于真空热压机中在3MPa压力和220℃温度下压制3h得到层压板。上述方法主要存在的问题是：陶瓷化硅树脂组合物所用的缩合型硅树脂需先溶解于有机溶剂，在固化时有大量有机溶剂发挥，不环保；另外，固化过程中还放出水分子，需要高温高压的条件下才能制得固化物，固化工艺复杂，且固化物内部会出现多孔，影响性能。

中国专利CN101153076A提出一种侧基含烷氧基的硅树脂的制备方法。该侧烷氧基硅树脂的制备方法是：通过甲基含氢硅油的醇解反应，将硅氢官能团含量在0.01～1.67mol/100g范围内的含氢硅油、醇类物质、有机溶剂、催化剂在反应器中搅拌混合，于低于有机溶剂沸点的温度下反应制得。该侧烷氧基硅树脂室温下为液态，具有耐高温、可室温固化等优点。但上述制备过程是在有机溶剂体系内进行的，而且在后处理过程中会有有机混合物产生，还需进一步分离才能加以利用，不环保，而且体系的反应温度受有机溶剂沸点的限制。

现有的可陶瓷化聚硅氧烷多以硅橡胶和硅树脂为主，但其固化工艺复杂，多采用高温高压等固化方式，有些可陶瓷化硅橡胶还需另外添加阻燃剂才能达到难燃的效果，绝大多数硅树脂和硅橡胶的制备过程需要用到溶剂，合成路线不环保，大多数可陶瓷化聚硅氧烷在制备的过程中需要有机溶剂溶解，在固化过程中大量有机溶剂挥发，导致环境污染，所以需要一种高分子基体合成路线环保、无卤、不燃或者难燃、固化方式简单的可陶瓷化硅树脂。

发明内容