[发明专利]一种超高乙烯基含量的MQ硅树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超高乙烯基含量的MQ硅树脂的制备方法，将硅酸盐溶液与盐酸或硫酸溶液反应，制得聚硅酸化合物；向聚硅酸化合物中加入通式为Xsubgt;2/subgt;Si(CH=CHsubgt;2/subgt;)OX或Xsubgt;2/subgt;Si(CH=CHsubgt;2/subgt;)OSi(CH=CHsubgt;2/subgt;)Xsubgt;2/subgt;的硅氧烷封端剂及醇类溶剂，待反应后再加入萃取剂，制得MQ硅树脂混合物，其中，X为甲基或乙基中的一种；取MQ硅树脂混合物静置分层得到的上层含有MQ硅树脂的溶剂相，经洗涤、脱除溶剂后，得到乙烯基含量为10～15%wt的固体MQ硅树脂。本发明在水玻璃法制备MQ硅树脂工艺的基础上，通过催化剂、硅氧烷封端剂、萃取剂的合理选用及配比，可以制备得到乙烯基含量为10～15%wt的固体MQ硅树脂，解决了现有制备MQ硅树脂时其乙烯基质量分数较低的情况。

技术领域

本发明属于MQ硅树脂合成技术领域，具体的说，是一种超高乙烯基含量的MQ硅树脂及其制备方法。

背景技术

有机硅工业是伴随着现代工业而迅速崛起的一门新兴产业，具有“科技发展催化剂”和“工业维生素”的双重美誉。有机硅是半无机、半有机的结构，它具有诸多优异性能如润滑性、疏水性、生理惰性等。其中，有机硅树脂是以Si-O-Si为主链，硅原子上连接有机基团的交联型半无机聚合物，虽然与硅油、硅橡胶、硅烷偶联剂等有机化合物相比，有机硅树脂的市场份额较小，但在很多领域有着不可替代的作用。

MQ硅树脂是一种特殊的有机硅树脂，一般认为其外观为双层结构紧密球状体，即球芯部分为Si-O键连接，密度较高及聚合度为15~50的笼状SiO₂，球壳一部分被密度较小的R₃SiO_0.5层所包围。MQ硅树脂的硅原子上的有机取代基主要为甲基，为提高MQ硅树脂的补强性能，需要在MQ硅树脂的硅原子上引入乙烯基，通过乙烯基的铂催化加成反应，使MQ硅树脂与其他材料共用以增强其性能，例如具有较高的耐热性和弹性模量、良好的机械强度以及其他特殊的用途，等等。

例如：张艳在“生态友好型乙烯基MQ硅树脂的合成及应用研究”中对正硅酸乙酯法制备MQ硅树脂的工艺进行了研究并对合成的MQ硅树脂做了硅橡胶补强方面的相关应用试验。研究结果表明，在合成工艺中可以通过改变低温反应时间来调整产品的粘度及乙烯基含量，且当选择乙烯基含量为1.49%的MQ硅树脂时，制得的硅橡胶力学性能最佳。以及宗吕等在“VMQ硅树脂的制备及其在光学级透明硅橡胶中的补强应用”中采用水玻璃法合成乙烯基MQ (VMQ)硅树脂的过程，其结果是，当选择平均摩尔质量5000g/mol，乙烯基质量分数3.0%，M/Q值为0.8的VMQ硅树脂作为硅橡胶的补强材料，其力学性能优异且耐黄变性优良的硅橡胶制品。但现有方法中制备得到的MQ硅树脂中乙烯基含量仍然较低，为提高MQ硅树脂在下游加工生产过程中特定性能，势必需要在MQ硅树脂的硅原子上更多的引入乙烯基，为此，本发明应运而生。

发明内容

本发明旨在解决现有水玻璃法制备乙烯基MQ硅树脂时反应速度快，乙烯基质量分数难以大幅提升的缺陷，提供了一种超高乙烯基含量的MQ硅树脂的制备方法。在水玻璃法制备MQ硅树脂工艺的基础上，通过催化剂、硅氧烷封端剂、萃取剂的合理选用及配比，可以制备得到乙烯基含量为8～15%wt的固体MQ硅树脂。

本发明的另一目的在于提供一种超高乙烯基含量的MQ硅树脂，经检测，MQ硅树脂的所有M基团上均有乙烯基，乙烯基含量高达15%wt，可用于制备超高支链型星形聚合物。

本发明通过下述技术方案实现：一种超高乙烯基含量的MQ硅树脂的制备方法，包括以下步骤：

S1.将硅酸盐溶液与盐酸或硫酸溶液反应，制得聚硅酸化合物；