[发明专利]一种芳香羧酸聚硅氧烷铵盐体系及其制备方法

说明书

将脂肪族的单酸或者二酸加入聚硅氧烷体系中，通过静电作用使两个离子中心间产生四偶极相互作用而形成交联，或者由二酸充当交联剂形成的静电物理交联网络，可以使脂肪族羧酸聚硅氧烷铵盐体系的粘度和模量提高。但是引入脂肪族的单酸对体系的粘度和模量的提高远远不如加入双酸的提高大。这里提出引入芳香羧酸，通过芳香环之间的π‑π堆积效应增加新的离子中心间的相互作用，促进相邻链间的吸引的一种芳香羧酸聚硅氧烷铵盐体系及其制备方法，该方法反应过程简单且不需要交联剂就可以使得体系的粘度、模量有大幅提高。

技术领域

本发明方法可以制备高黏度、高模量的芳香羧酸聚硅氧烷铵盐体系，制备过程简单，不需要额外的交联剂。

背景技术

将脂肪族的单酸或者二酸加入聚硅氧烷体系中，通过静电作用使两个离子中心间产生四偶极相互作用而形成交联，或者由二酸充当交联剂形成的静电物理交联网络，可以使脂肪族羧酸聚硅氧烷铵盐体系的粘度和模量提高。但是引入脂肪族的单酸对体系的粘度和模量的提高远远不如加入双酸的提高大。芳香π体系会因为其特殊的水平取向，而在垂直方向上形成特定的排布方式，对于碳骨架而言，两个π体系之间的环平面间距约为0.33nm至0.38nm，并出现至少有一部分的π轨道发生重叠，形成一种相对较弱的非共价作用，称为π-π堆积效应。可以在氨基聚硅氧烷中的氨基与酸的羧基进行一般静电交联的同时，通过π-π堆积效应增加新的离子中心间的相互作用，促进相邻链间的吸引，使分子间作用力得到进一步提升，更加提高体系的粘度和模量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：依据将含苯环的酸与氨基聚硅氧烷混合，加入乙酸乙酯作为溶剂，立刻用磁力搅拌器搅拌均匀。将混合体系在旋蒸瓶中加热，控制反应温度，观察反应体系，应有回流现象出现，回流温度下持续搅拌。反应结束后将其放置于真空旋蒸装置中，旋至体系中产生较大气泡，说明绝大部分溶剂已被旋出，然后转移至真空烘箱中，干燥，最后用隔膜真空泵，油浴干燥。

发明内容

本发明提出的一种芳香羧酸聚硅氧烷铵盐体系及其制备方法，其反应式具有以下结构通式I：

其中,Ar是芳香环，其苯环数为1-5

其中含苯环的酸的优选结构为

其具体制备过程如下：

1)将含苯环的酸与氨基聚硅氧烷按照摩尔比1：1混合均匀；其中氨基聚硅氧烷包括(2-3％)3-丙基甲基聚硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物(2-3PSiL)、(4-5％)3-丙基甲基聚硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物(4-5PSiL)、(6-7％)3-丙基甲基聚硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物(6-7PSiL)、(9-11％)3-丙基甲基聚硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物(9-11PSiL)、(20-25％)3-丙基甲基聚硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物(20-25PSiL)、高分子量(6-7％)3-丙基甲基聚硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物(HM_W6-7PSiL)；酸包括苯甲酸、萘甲酸、蒽甲酸、芘甲酸、苝甲酸。

2)在上述混合体系中加入体积为5％的乙酸乙酯，并进一步混合均匀；

3)将步骤2)的混合体系中在80℃冷凝回流，持续搅拌4h以上；

4)将步骤3)的混合体系真空旋蒸至无气泡；

5)将步骤4)的混合体系真空烘箱中在55℃下干燥24h。

附图说明

图1:不同氨基聚硅氧烷的蒽甲酸盐剪切速率-粘度变化关系。

图2:频率为1Hz、0.1％剪切应变下，不同氨基聚硅氧烷的蒽甲酸酸盐体系与储能模量、损耗模量的关系。

具体实施方式

实施例1

1)将9-蒽甲酸与20-25PSiL按照摩尔比1：1混合均匀；