[发明专利]有机硅聚酰亚胺-聚脲基础聚合物、其制备的弹性体、及其制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机硅聚酰亚胺-聚脲基础聚合物，及其制备的弹性体，及其制备方法和应用，由此制备的弹性体具有耐高温、高强度和高模量的特点，同时具有优良的耐久性和综合性能。可以在交通事业、一般工业、文体用品、电子电器等领域得到应用。

背景技术

聚酰亚胺由于其十分稳定的芳杂环刚性结构单元，具有许多物理性能上的优势，例如具有相当高的机械强度、耐高温性能、介电性能、化学稳定性、抗蠕变性等，因而是理想的耐热型高强度材料。这类材料最早应用于军工船只，近来在机械、化工、交通、微电子领域也得到广泛应用。聚酰亚胺的合成与应用的报道已经很多，例如参见：(1)Elsner，G.，J.Appl.Polymer Sci.34(1987)：815；(2)Glorstone，S.，Textbook of Physical Chemistry，2nd edition，1948，p 536；(3)Hedrick，J.L.；Brown，H.R.；Volksen，W.；Sanchez，M；Plummer，C.J.G.and Hilborn，J.G.，Polymer38(3)(1997)：605；(4)Metson，J.B.；Hyland，M.M.；Gillespie，A.；and Hemmingesen-Jensen，M.，Colloid Surf.A 93(1994)：173；(5)Wightman，J.P.；Lin.T.D.；and Webster，H.F.，Intl.J.Adhes.12(1992)：133。传统的聚酰亚胺难熔融、固化温度太高、刚性强、不易加工、粘接性能不理想等缺点，所以通过共聚共混改性引入其它基团是聚酰胺改性的重要途径。在酰亚胺分子链上引入柔软的有机硅链段及脲基，制得的有机硅聚酰亚胺-聚脲共聚物，利用硅氧键结构键能高、热稳定性好、旋转自由度大、柔性好、耐候性好且热膨胀系数小以及脲基溶性好、内聚能高、粘结性、耐磨性、耐碱性俱优的特点，在保留聚酰亚胺的高强度耐高温性能等优异性能的基础上，具备易加工、黏接性好、耐磨、耐碱、耐氧化、吸水率低、介电常数低等优异的综合性能。并且可以通过在聚合物链上引入可交联基团，交联得到的交联聚合物具有热膨胀系数小、抗热蠕变性强等优点，其机械性能与未交联聚合物相比可成倍提高。

发明内容

本发明提供一种有机硅聚酰亚胺-聚脲基础聚合物，它可以是有机溶剂的溶胶体形式，并且可以在室温(约25℃)下固化。

本发明还提供一种由所述有机硅聚酰亚胺-聚脲基础聚合物交联获得的弹性体，它满足实际应用中的耐高温、耐溶剂、介电性能、耐膨胀性及拉伸性能等要求。

本发明还提供一种工艺简单、容易操作的制备所述有机硅聚酰亚胺-聚脲基础聚合物的方法。

本发明还提供所述有机硅聚酰亚胺-聚脲基础聚合物及其制备的弹性体在粘合剂、密封胶、垫片、抗缓冲层及涂料及其在机械、化工、交通、电子等领域中的应用。

本文涉及的术语“基础聚合物”是指能够通过进一步的处理以形成聚合物终产品的聚合物。

本文涉及的术语“弹性”是指所涉及的聚合物材料在外力作用下能够产生相应形变(被剪切、压缩或伸长)，且材料的形变在除去外力作用后，能快速恢复至接近原来长度或形状的特性。

本文涉及的术语“形成该基础聚合物的反应组分”是指参加所述有机硅聚酰亚胺-聚脲基础聚合物合成的所有反应性物质，并且包括催化剂组分(如果存在的话)。

本发明提供的有机硅聚酰亚胺-聚脲基础聚合物具有下列通式之特征结构：

式(I)中：x、y、k各为1-1200的整数；z为0-1200的整数；

X的结构如式(II)所示：

式(II)中：

P为1-1200的整数；

A选自以下基团及其任意组合：

其中，A′可选自含芳基的基团及其任意组合，结构包括但不限于：

A′还可选自含硅的基团及其组合，结构包括但不限于：

其中，q为0-4000的整数；Q可选自直接键、C₁-C₁₂的亚烷基、C₆-C₂₀亚环烷基、C₆-C₂₀的亚芳基、C₆-C₂₀的亚芳烷基、C₆-C₂₀的亚烷芳基及其任意组合。

式(II)中：

B可选自聚硅氧烷基团，结构如式(III)所示：