[发明专利]耐温有机硅树脂

说明书

本发明的名称是：耐温有机硅树脂。呈现了式(I)的改性有机硅树脂的方法和配方；R¹、R²和R³每个独立地选自H、烷基、链烯基、炔基和芳基；n在1至10的范围内；m在1至200的范围内；并且p在2至1,000的范围内。由改性有机硅树脂制备的弹性体材料在长期暴露于高温(例如，316℃或更高)后表现出稳固的机械性能。

技术领域

本公开一般地涉及耐高温有机硅树脂的方法和配方。

背景技术

对能够在极端热的环境下执行的弹性体存在紧急需求。有机硅聚合物代表一组由于它们固有的热和氧化稳定性的弹性体。已知硅亚苯基硅氧烷聚合物在高温下是稳定的。这部分由于存在刚性硅亚苯基部分，其干扰硅氧烷再分配反应。在过去几十年中，几个研究组已经合成并且研究了硅亚苯基硅氧烷聚合物(见，例如，Dvornic，P.R.；Lenz，R.W.High-Temperature Siloxane Elastomers；Huethig&Wepf Verlag：New York，1990)。

例如，Hundley和Patterson(N.H.Hundley和W.J.Patterson，“Formulation/CureTechnology for Ultra-High Molecular Weight Siphenylene-Siloxane Polymers”NASATechnical Paper 2476(1985))研究了硅亚苯基-硅氧烷(SPS)聚合物的某些衍生物，其具有以下所示的式：

使用这些聚合物和相关碳硼烷衍生物的主要障碍是它们无法被容易地硫化以实现固化。Hundley和Patterson制备了SPS聚合物的衍生物，其中乙烯基取代基代替甲基取代基，产生改性的SPS聚合物，其式如下所示：

在这种SPS聚合物衍生物中包含乙烯基取代基显著地改进了通过硫化的固化。重要地，这种SPS聚合物衍生物证明了超出现有的商业有机硅树脂聚合物配方的改进的热和氧化稳定性。然而在暴露于288℃经过16小时(同上所述，在第10页)后，弹性体配方二者在机械性能上显示了广泛的退化。

MacKnight与合作者(U.Lauter等，“Vinyl-Substituted Silphenylene SiloxaneCopolymers：Novel High-Temperature Elastomers”Macromolecules 32，3426-3431(1999))制备并研究了SPS聚合物配方，其包括30～70％的乙烯基取代，如由以下所示的一个示例性式所描绘：

虽然这些衍生物比现有配方表现出了更好的热稳定性，但是当防火安全的弹性体扩大至大约230℃时，高温限制了这些材料的可能应用。

Homrighausen和Keller(C.L.Homrighausen和T.M.Keller，“High-TemperatureElastomers from Silarylene-Siloxane-Diacetylene Linear Polymers，”J.Polym.Sci.Part A：Polym.Chem.40：88-94(2002))制备并表征了线性硅亚芳基-硅氧烷-丁二炔聚合物，其具有如下所示的式：

其中n＝1-3。本领域中已知的是含有作为链的一部分或者作为侧官能团的可硫化的乙炔部分的聚合物。在大多数情况下，乙炔基的并入改进了各自聚合物的热稳定性。热稳定性的增加被认为是由于产生了交联的材料。然而在温度高达大约330℃的空气中几小时后如由热重分析(TGA，同上所述)所测定的基于弹性体的这些聚合物开始显示显著的重量损失。

另外的化合物包括具有磷作为取代基的那些，例如：