[发明专利]一种室温高效自修复有机硅柔性材料及其制备方法

权利要求书

1.一种室温高效自修复有机硅柔性材料，其特征在于：所述自修复有机硅柔性材料由二缩水甘油醚封端的聚二甲基硅氧烷、多缩水甘油醚功能化的聚二甲基硅氧烷、二缩水甘油醚封端的四甲基二硅氧烷和含有S-S键的二氨基化合物共聚获得；所述二缩水甘油醚封端的四甲基二硅氧烷、二缩水甘油醚封端的聚二甲基硅氧烷和多缩水甘油醚功能化的聚二甲基硅氧烷作为反应物Ⅲ的质量比为1:0.05~0.15:0.02~0.15；所述反应物Ⅲ与含有S-S键的二氨基化合物的质量比例范围为1:0.65~0.73。

2.根据权利要求1所述的一种室温高效自修复有机硅柔性材料，其特征在于：所述自修复有机硅柔性材料是基于动态可逆化学键构筑而成的。

3.根据权利要求1所述的一种室温高效自修复有机硅柔性材料，其特征在于：所述含有S-S键的二氨基化合物为4,4'-二氨基二苯二硫。

4.根据权利要求1所述的一种室温高效自修复有机硅柔性材料，其特征在于：根据缩水甘油醚基团接枝位置、数量以及聚二甲基硅氧烷分子结构不同获得多种具有不同分子结构的缩水甘油醚功能化的聚二甲基硅氧烷。

5.一种权利要求1-4任一权利要求所述的室温高效自修复有机硅柔性材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、（1）在室温和氮气保护条件，将1,1,3,3-四甲基二硅氧烷溶解在无水甲苯中形成溶液A；相较于1,1,3,3-四甲基二硅氧烷2摩尔当量的烯丙基缩水甘油醚和20~50 ppm的Karstedt催化剂溶解在无水甲苯中形成溶液B；将溶液B缓慢滴加入溶液A中，50~80 ℃反应6~10 h，反应结束后冷却到室温，然后加入活性炭，室温搅拌8~24 h；过滤除去活性炭后除去无水甲苯，即可制备得到二缩水甘油醚封端的四甲基二硅氧烷；

（2）在室温和氮气保护条件下，将八甲基环四硅氧烷和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷作为反应物Ⅰ按摩尔比为1~12.5:1混合搅拌均匀，然后加入反应物Ⅰ总摩尔量的0.1 %~0.3%的三氟甲磺酸，搅拌反应24-48 h；反应结束后加入反应物Ⅰ总摩尔量4%-6%的碳酸氢钠并搅拌1~3 h；过滤得到透明粘稠油状液体，在100℃~160℃、1~3 mm Hg条件下减压蒸馏1~3 h除去环状小分子，得到线性Si-H封端的聚二甲基硅氧烷，将所述线性Si-H封端的聚二甲基硅氧烷溶解在无水甲苯中得到溶液C；2摩尔当量的烯丙基缩水甘油醚和20~50 ppm的Karstedt催化剂溶解在无水甲苯中形成溶液D；将溶液D缓慢滴加入到溶液C中，50~80 ℃反应6~10 h，反应结束后冷却到室温，然后加入活性炭，室温搅拌8~24 h；过滤除去活性炭后除去无水甲苯，即可制备得到不同分子量的二缩水甘油醚封端的聚二甲基硅氧烷；

（3）在室温和氮气保护条件下，将八甲基环四硅氧烷、四甲基四氢环四硅氧烷和1,1,3,3-四甲基二硅氧烷作为反应物Ⅱ按摩尔比为1:0.1~3:0.08~0.57混合搅拌均匀，然后加入反应物Ⅱ总摩尔量0.1 %~0.3%的三氟甲磺酸，搅拌反应24~48 h；反应结束后加入反应物Ⅱ总摩尔量4%-6%的碳酸氢钠并搅拌1~3 h；过滤得到透明粘稠油状液体，在140℃~180℃、1~3mm Hg条件下减压蒸馏4 ~6 h除去环状小分子，得到侧链含Si-H的聚二甲基硅氧烷，将所述侧链含Si-H的聚二甲基硅氧烷溶解在无水甲苯中形成溶液E；将与Si-H摩尔含量相等的烯丙基缩水甘油醚和20~50 ppm的Karstedt催化剂溶解在无水甲苯中形成溶液F；将溶液F缓慢滴加入溶液E中，50~80℃反应6~10 h，反应结束后冷却到室温，然后加入活性炭，室温搅拌8~24 h；过滤除去活性炭后除去无水甲苯，得到不同分子量的多缩水甘油醚功能化的聚二甲基硅氧烷；

步骤二、将二缩水甘油醚封端的四甲基二硅氧烷、二缩水甘油醚封端的聚二甲基硅氧烷和多缩水甘油醚功能化的聚二甲基硅氧烷作为反应物Ⅲ按质量比1:0.05~0.15:0.02~0.15混合，30~55℃搅拌10~30 min，加入反应物Ⅲ总质量的65%~73%的二氨基二苯二硫，升温至60~85℃搅拌10~30 min；放置在100~120℃真空烘箱中除泡30~45min，然后将混合物倒入预热的硅胶模具中进行反应得到室温高效自修复有机硅柔性材料，其中反应条件为：100~120℃反应1~3h，然后130~155℃反应1~3h。