[发明专利]一种快速交联固化的MQ类型硅树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种快速交联固化的MQ类型硅树脂及其制备方法和应用，为克服现有MQ类型硅树脂存在无法交联固化或交联固化时不得不使用贵金属铂络合物或使用对环境影响较大的有机锡、有机钛酸酯类化合物作为催化剂且固化温度高、固化时间长的缺陷，本发明设计α‑氰基丙基酰氧乙基氧丙基封端的MQ硅树脂，其在室温和空气下可迅速交联固化，加入少量的N，N‑二甲基对苯甲胺作为促进剂时，α‑氰基丙基酰氧乙基氧丙基封端的MQ硅树脂可在10s内快速交联固化。交联固化后形成的有机硅材料在‑120～120℃范围内无明显结晶峰和熔融峰及玻璃化转变温度，具有良好的结构稳定性，在快速定型和快速粘接等领域具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子化学领域，具体涉及一种快速交联固化的MQ类型硅树脂及其制备方法和应用。

背景技术

有机硅高分子材料以螺旋结构的重复Si-O-Si链节为主链结构且侧基连接有不同种类有机官能团，具有优异的热稳定性、高气体渗透性、耐候性、耐化学品等性能，广泛应用于航空航天、国防军工及国民经济各个领域。

当前有机硅高分子材料主要通过三种途径形成交联固化网络结构，从而赋予有机硅材料适宜的机械力学性能及优异的电性能和疏水性能。第一种途径是以羟基封端的聚二甲基硅氧烷为基础聚合物，以含有烷氧基、酰氧基、酮肟基等官能团有机硅小分子化合物作为交联剂，经有机锡或钛酸酯类催化剂作用下交联固化，同时释放出醇、酮、酮肟等小分子，采用此机理形成的硅橡胶也称之为常温硫化硅橡胶(RTV)，其表层交联固化速度较快，但胶料内部固化速度通常较慢，受空气中水分扩散速率影响较大，同时固化过程中不可避免地会释放出小分子，收缩率较大，影响硅橡胶尺寸稳定性。第二种途径是以端基或侧基含有乙烯基的高分子量(通常分子量介于4×10⁵～8×10⁵g/mol)的聚二甲基硅氧烷为基础聚合物，以2,5-二甲基-2,5-双(叔丁基过氧基)己烷(简称双二五，DBPH)或2,4-二氯过氧苯甲酰(简称双二四，DCBP)为硫化剂，利用高温(150～170℃)下过氧化物分解产生的自由基引发聚硅氧烷端基或侧基的乙烯基官能团进行交联固化，采用这种类型交联固化的硅橡胶也称之为高温硫化硅橡胶(HTV)。虽然高温下可实现有机硅材料的快速固化，但存在固化温度高、需要二段硫化且自由基残留等问题。第三种固化方式以中等分子量(约1×10⁵g/mol)的乙烯基封端或侧链含有乙烯基或端基和侧基均含有乙烯基的聚二甲基硅氧烷为基础聚合物，端基或侧基或端基和侧基同时含有硅氢官能团的低粘度聚二甲基硅氧烷为交联剂，以铂的乙烯基络合物为催化剂，经硅氢加成机理交联固化，这种类型的硅橡胶也称为加成型硅橡胶(LSR)，其优点是交联固化速度受催化剂活性和炔醇类抑制剂沸点制约，在中高温度范围内可调节固化速度；加成型硅橡胶另一优点是固化过程中无小分子释放，固化后样品尺寸变化小，应用范围非常广泛，但该交联固化中需使用催化剂，且铂催化剂受有机氮、硫、磷化合物的影响容易存在铂中毒现象，限制了其应用领域。