[发明专利]多胺化合物交联的热硫化硅橡胶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热硫化硅橡胶及其制备方法，尤其涉及一种氯丙基甲基聚硅氧烷的 合成及以多胺化合物交联的热硫化硅橡胶的制备，特别是涉及利用新型硫化反应体系制 备高强度热硫化硅橡胶，属于橡胶制作技术领域。

背景技术

有机硅聚合物是第一个在工业上获得应用的元素高分子，它具有良好的介电性和耐 高温性、表面活性、生物相容性、高透气性和憎水性。自从四十年代商业化以来受到人 们的广泛关注。

硅橡胶是最重要的有机硅产品之一，它是以Si-O-Si为主链、侧基为甲基、乙烯基、 苯基等有机基团的聚硅氧烷为基胶制得。硅氧键的键能为450kJ/mol，比一般橡胶的碳 碳结合键能(242kJ/mol)大得多。硅橡胶具有一些其它橡胶所不具备的独特性质。如 耐高低温、耐紫外光、耐辐射、耐候性、电绝缘等优异的特性。因而在航天航空、电子 电气、轻工、化工、纺织、机械、建筑、交通、国防、能源、医药医疗、农业等领域都 得到了广泛的应用。

硅橡胶自二十世纪四十年代出现以来，其生产研究发展迅速，已形成了热硫化和室 温硫化两大系列、上万个品种的重要产业。近年来热硫化硅橡胶的研究重点主要集中在 如何改进合成工艺来制备高性能的硅橡胶，以及提高机械强度和特殊功能等方面。以上 研究都是以现有的过氧化物交联体系和硅氢加成交联体系为基础，但是这两种传统的交 联体系都存在着一些自身难以克服的缺点。

过氧化物交联体系是硅橡胶体系中第一种成功的硫化方式，由Weight和Oliver在 美国专利US2448565中首先发明的，他们利用过氧化苯甲酰得到有效交联的二甲基硅橡 胶。通过过氧化物引发的热交联反应可以得到强度较好的硫化胶。过氧化物交联体系在 目前硅橡胶工业生产中应用最广泛，但是这种交联体系引发剂的分解产物往往难以除 尽，遗留在胶中影响橡胶的性能；所得到的交联体系是无规的结构，而且由于某些填料 会吸收自由基阻滞硫化过程，因此某些场合下该硫化方式难以奏效。

自从二十世纪四十年代末发现硅氢加成反应，特别是铂络合物的配位催化加成反应 以来，很快就被应用到硅橡胶的交联反应上。硅氢加成交联体系成为热硫化硅橡胶工业 生产中另外一种常用的硫化体系，但是加成交联过程需要用贵金属作加成催化剂，反应 结束后无法回收，残留在硫化胶中，在一定条件下，会损害硫化胶的交联体系；交联用 的微量铂催化剂对杂质很敏感，如硫、磷、氮等可与铂形成配位基的化合物，极易使催 化剂“中毒”，进而失去催化活性。

基于热硫化硅橡胶的传统交联体系目前存在着欠缺，急需新型交联硫化体系面世， 因此开发出一种新型的硅橡胶交联体系制备热硫化硅橡胶，具有良好的研究意义和应用 前景。

发明内容

本发明的目的在于制备一种氯丙基甲基聚硅氧烷，并将其作为新型的硫化反应体系 的基胶来制备高强度多胺化合物交联的热硫化硅橡胶，该类硅橡胶不仅具有优良的机械 性能，而且不需使用任何催化剂，硫化过程中产生的小分子杂质易于逸出，能够克服传 统硫化体系所带来的不足。

本发明所述多胺化合物交联的热硫化硅橡胶，由硅橡胶生胶、气相法白炭黑、交联 剂和酸吸收剂混合制成；其特征在于：所述热硫化硅橡胶各组份的重量份为：硅橡胶生 胶100份、气相法白炭黑40-70份、交联剂0.1-2.0份、酸吸收剂0.5-5.0份；

其中：上述硅橡胶生胶为分子量50±5万的氯丙基甲基聚硅氧烷，其氯丙基的摩尔 含量在0.05％-0.30％；上述气相法白炭黑为市售的气相法白炭黑；上述交联剂为多胺化 合物；上述酸吸收剂为氧化锌。

进一步的，上述热硫化硅橡胶各组份的重量份优选为：硅橡胶生胶100份、气相法 白炭黑50份、交联剂0.15-0.6份、酸吸收剂0.5份。

上述多胺化合物交联的热硫化硅橡胶的组分中：所述氯丙基甲基聚硅氧烷是通过二 甲基二乙氧基硅烷和氯丙基甲基二乙氧基硅烷共水解得到氯丙基七甲基环四硅氧烷 (D₃D^C3H6Cl)，氯丙基七甲基环四硅氧烷再与八甲基环四硅氧烷(D₄)在催化剂作用下开 环共聚合得到；其中所述催化剂为四甲基氢氧化铵硅醇盐。