[发明专利]一种可降解有机硅弹性体及其合成方法

说明书

本发明提供了一种可降解有机弹性体及其合成方法。该可降解有机硅弹性体的合成方法包括如下步骤：1)第一组分：将第一醇与第一硅烷在第一催化剂的作用下通过酯交换反应得到第一预聚体；第一醇为二元醇或多元醇；第一硅烷为二官能度硅烷；2)第二组分：将第二醇与第二硅烷在第二催化剂的作用下通过酯交换反应得到第二预聚体，将第二预聚体与氨基硅烷混合；第二醇为二元醇或多元醇；第二硅烷为三官能度硅烷或四官能度硅烷；3)将第一组分、第二组分和无机填料混合，在第三催化剂的作用下反应得到可降解有机硅弹性体。本发明提供的合成方法得到的可降解有机弹性体在短期内具有良好的机械性能和拉伸性能，在特定条件下可降解。

技术领域

本发明涉及硅橡胶的合成技术领域，更具体地，涉及一种可降解有机硅弹性体及其合成方法。

背景技术

硅橡胶等常规有机硅弹性体具有较好的耐候性能，要求在多年使用后仍保持较好的性能，因此硅橡胶通常采用Si-O-Si为主要骨架结构，从而对紫外线、高温等具有很好的耐受性，同时也可以一定程度上抵抗少量酸、碱的侵蚀，在密封胶、胶粘剂等领域获得了较好的应用。

随着环保政策日益深入人心，加上石油资源面临短缺的风险，基于非石油基的完全可降解材料越来越得到人们的关注，比如：完全采用生物质纤维(菠萝叶纤维、大麻纤维等)和聚乳酸等可降解树脂组成的复合材料将越来越具有优势。然而，当前的完全非石油基产品性能还存在诸多不足，特别是机械性能还很难让人满意。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种可降解有机硅弹性体的合成方法，由该制备方法得到的可降解有机硅弹性体主链含有Si-O-C键的弹性体，同以Si-O-Si键为主链的弹性体一样，得到的可降解有机硅弹性体短期内具有良好机械性能，长期又可降解为小分子，符合环保要求。

本发明提供的可降解有机硅弹性体的合成方法包括如下步骤：

1)第一组分：将第一醇与第一硅烷在第一催化剂的作用下通过酯交换反应得到第一预聚体；所述第一醇为二元醇或多元醇；所述第一硅烷为二官能度硅烷；

2)第二组分：将第二醇与第二硅烷在第二催化剂的作用下通过酯交换反应得到第二预聚体，将所述第二预聚体与氨基硅烷混合；所述第二醇为二元醇或多元醇；所述第二硅烷为三官能度硅烷或四官能度硅烷；

3)将所述第一组分、第二组分和无机填料混合，在第三催化剂的作用下反应得到所述可降解有机硅弹性体。

本发明先分别合成由二元醇或多元醇与二官能度硅烷在催化剂的作用下通过酯交换反应得到的第一组分、由二元醇或多元醇与二官能度硅烷在催化剂的作用下通过酯交换反应得到的第二预聚体和氨基硅烷混合得到的第二组分，再将第一组分、第二组分、无机填料在催化剂的作用下得到的易降解的机硅弹性体在短期内具有良好的机械性能，拉伸性能高。

在本发明中，第一预聚体的合成路径为：

其中，R₁、R₂可以为甲基、丙基或乙烯基；R₃可以为甲基或乙基；R₄可以为-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂CH₂-、-CH₂CH(OH)CH₂-、-CH₂(CH₂)₄CH₂-等。

在本发明一个优选实施方式中，在步骤1)中，二元醇包括但不限于乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇中的一种或多种，优选为1,4-丁二醇。多元醇为丙三醇和/或季戊四醇。步骤1)中，第一醇优选为二元醇，进一步优选为1,4-丁二醇。