[发明专利]一种耐热含硼含氢硅油及制备方法

说明书

本发明涉及一种耐热含硼含氢硅油。所述耐热含硼含氢硅油的数均分子量为8000‑10000；热重分析测试，在空气条件下，其失重5%的温度为380‑400℃；在氮气条件下，其失重5%的温度为450‑470℃。本发明在普通含氢硅油基础上通过引入苯基硼酸和苯基硅烷来提高硅油的使用温度，同时还能保持Si‑H键的活性。在空气下升温，由于含硼苯基氢硅油中的苯基基团分布对称，可以通过单键自由旋转的方式散失热量，提高自身的耐热温度；硼氧键的键能537.6 kJ·mol^‑1比硅氧键的键能422.5kJ·mol^‑1大很多，能吸收更多的热量再分解；同时主链上的硼原子存在空的电子轨道可以和其他链上的氧原子形成分子间的配位键，得到暂时稳定的中间体，提高了热稳定性。本发明采用水解法制备耐热含硼含氢硅油，方法工艺简单。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种耐热含硼含氢硅油及制备方法。

背景技术

硅油通常指的是在室温下保持液体状态的线型聚硅氧烷产品。一般分为甲基硅油和改性硅油两类。改性硅油中含氢硅油凭借其优良的特性，在日常生活中已经得到了广泛的应用。含氢硅油具有特别优良的疏水性，适合进行玻璃，纤维，粉末的表面处理，在金属盐类催化剂作用下，低温交联成膜，在各种物质表面形成防水膜，可作为织物、纸张、皮革、水泥等各种材料的防水剂，固体硅橡胶-混炼硅橡胶中做架桥剂，抗黄剂，偶联剂，以及作为加成型液体硅橡胶的交联剂。

而在现阶段国内市场对于含氢硅油的使用条件有了更加高的要求：在高温下能稳定存在并具有一定反应活性。改性含氢硅油在高温硅橡胶的混炼以及玻璃、陶瓷材料的防水剂的研制有广阔的发展前景。

聚硅氧烷的热分解方式有两种：侧链基团的自由基氧化和主链结构断裂成小分子环状低聚物。可用于高温混炼硅橡胶的偶联剂，加成型硅橡胶的交联剂以及纺织、服装行业中的防水剂等应用中。

发明内容

为了提高含氢硅油的使用温度和保持Si-H键的活性，本发明提供一种耐热含硼含氢硅油；同时，本发明提供一种耐热含硼含氢硅油的制备方法。

本发明对含氢硅油的改性，来得到热稳定性能优异的耐热含硼含氢硅油。

所述耐热含硼含氢硅油的结构式如下：

其中，R₁、R₂、R₃为甲基或苯基；

a、b、c、d分别为苯硼酸、甲基氢二氯硅烷、二苯基二氯硅烷、二甲基二氯硅烷，a：b：c：d为2：1：1：6；

所述耐热含硼含氢硅油的数均分子量为8000-10000；

热重分析测试，在空气条件下，其失重5%的温度为390-410℃；在氮气条件下，其失重5%的温度为450-470℃。

制备耐热含硼含氢硅油的操作步骤如下：

步骤（1）：制作端基为硼羟基含氢硅油

在30-40g苯基硼酸中加入100mL溶剂A溶解，所述溶剂A为甲苯类或醚类物质；

依次缓慢滴加20-40g甲基氢二氯硅烷、50-80g二苯基二氯硅烷、160-200g二甲基二氯硅烷；

加入30mL质量分数60%的浓硫酸（催化剂），在氮气气氛中20-30℃下反应6h，升温至80-90℃再反应6-8h，冷却，分液漏斗分离甲苯类或醚类物质，收集第一粗油相；

第一粗油相中加入60mL无机盐溶液去除残留催化剂，分液漏斗分离，油相用100ml乙醇洗涤、分离、得到150-200g含硼硅油低聚物；

步骤（2）：耐热含硼含氢硅油的封端