[发明专利]一种脲基改性MQ硅树脂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及MQ硅树脂的改性与应用，特别是涉及一种脲基改性MQ硅树脂的制备方法及其在加成型液体硅橡胶中的应用。

背景技术

硅树脂因其结构中既存在有机基团，又含有无机结构，集无机物和有机物的特性于一身，具有优良的耐高低温、耐气候老化、电气绝缘、耐臭氧、难燃、无毒和无腐蚀等优点，已广泛地应用于国防军工、电子电气、机械、建筑和交通运输等领域。

MQ硅树脂是一类具有三维网状结构的硅树脂，由单官能度的硅氧单元(R₃Si_1/2，即M单元)和四官能度的硅氧单元(SiO₂，即Q单元)水解缩合而成，具有优异的耐热性、耐低温性、成膜性、柔韧性、抗水性和粘结性能，主要用作硅氧烷压敏胶的增粘剂及加成型硅橡胶的补强材料。根据不同应用领域的需要，人们通过引入含不同官能团侧基的封端单体，合成出含乙烯基、氢基、苯基和氨基等不同基团的MQ硅树脂，从而赋予MQ硅树脂特殊的性能。同时，可在MQ硅树脂中引入二官能团(D单元)和(或)三官能团(T单元)等一些特殊的有机基团，将其扩展为MDQ或MTQ结构的硅树脂，使其具有某些特殊性能从而满足特殊的需求。例如，环氧改性MQ硅树脂可用作增粘剂和粘结表面处理剂；酚基改性MQ硅树脂可作为大规模集成电路生产时微细加工的碱显像耐蚀材料；长链烷基改性MQ硅树脂可用于有机树脂的添加剂以及内脱模剂，具有减轻内应力的作用；聚醚改性MQ硅树脂可配制纤维处理剂。因此，研制含有特殊功能基团的MQ硅树脂成为颇受关注的研究课题。

美国专利US5406245报道了尿素及其衍生物是一类灭弧材料，在电弧放电过程中分解出大量不可燃气体起到电弧猝灭作用，广泛应用于断路器、高压熔断器和变压器等设备。中国专利CN103694709报道了含有脲基的硅烷化合物能够有效提高加成型液体硅橡胶的耐漏电起痕性能。如果将脲基引入MQ硅树脂中，制得脲基改性MQ硅树脂，可用于提高硅橡胶的耐漏电起痕性能，在电气外绝缘材料等领域有着广泛的应用前景。然而，迄今尚未发现相关论文及专利发表。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脲基改性MQ硅树脂及其制备方法。

本发明的目的还在于提供所述脲基改性MQ硅树脂在加成型液体硅橡胶中的应用。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种脲基改性MQ硅树脂，以质量百分比计，所述脲基改性MQ硅树脂的合成原料包括以下组分：

所述脲基硅烷偶联剂为下述结构式：

其中R₁、R₂为‐H、‐(CH₂)_nCH₃或‐Ph，n为0～8的整数；R₃为‐CH₃或‐CH₂CH₃；

所述四官能度硅单体为正硅酸甲酯、正硅酸乙酯或水玻璃中的一种；

所述硅氧烷封端剂为六甲基二硅氧烷、四甲基二乙烯基硅氧烷或四甲基二硅氧烷中的一种或多种；

所述催化剂为盐酸、硫酸或对甲苯磺酸中的一种；

所述醇为乙醇、异丙醇或正丁醇中的一种或多种。

制备时，将去离子水、醇、催化剂和硅氧烷封端剂在温度为(70～80)℃条件下搅拌反应；滴加四官能度硅单体和脲基硅烷偶联剂的混合液，反应温度控制在(70～80)℃；滴加完毕后继续搅拌反应(0.5～2)h；萃取，洗涤，减压蒸馏，得到脲基改性MQ硅树脂。

为进一步实现本发明的目的，优选地，以质量百分比计，所述原料脲基改性MQ硅树脂的合成原料还包括二官能度硅单体0～5％，所述二官能度硅单体为二甲基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、甲基苯基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷或甲基苯基二乙氧基硅烷中的一种或多种。

以质量百分比计，所述原料脲基改性MQ硅树脂的合成原料还包括三官能度硅单体0～5％；所述三官能度硅单体为甲基三甲氧基硅烷、丙基三甲氧硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、丙基三乙氧硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

所述的脲基改性MQ硅树脂的制备方法，包括以下步骤：

(1)在反应釜内，加入去离子水、醇、催化剂和硅氧烷封端剂，在温度为(70～80)℃条件下搅拌反应(0.5～2)h；