[发明专利]一种低收缩率缩合型有机硅橡胶及其制备方法

说明书

本发明涉及一种低收缩率缩合型有机硅橡胶及其制备方法，涉及橡胶技术领域。本发明有机硅基体树脂，结构式如式1所示。本发明的有机硅橡胶包括A组份和B组份；A组份为30～80份本发明的T7‑POSS有机硅聚合物与10～30份市售的有机硅油混合而成；B组份为以5～10份Pd催化剂与5～20份有机硅油按比例配置而成；A组份与B组份的重量比为100份：5～10份。本发明还提供有机硅基体树脂和有机硅橡胶的制备方法。本发明提供了一种以反应型T7‑POSS有机硅基体树脂为核心成分的低收缩率硅橡胶，该T7‑POSS有机硅基体树脂在室温下呈现液态，可以与其他硅橡胶混合均匀，并且可以参与到硅橡胶交联网络当中，大大减小了硅橡胶固化时的收缩率，固化收缩率可以低至0.5‑1％。

技术领域

本发明涉及橡胶技术领域，具体涉及一种低收缩率缩合型有机硅橡胶及其制备方法。

背景技术

硅橡胶是线性聚硅氧烷发生交联反应后形成的呈三维网络结构的弹性体材料。由于具有独特的有机无机杂化分子链结构，按硫化机理可将硅橡胶分为三类：室温硫化型、加热硫化型和加成反应型。其中，加成反应型硅橡胶在-65℃-200℃的温度范围内可长期使用，并能保持其柔软弹性性能，且有着优良的电性能和化学稳定性，同时兼具有耐候、耐水、耐臭氧性；无毒无味、无腐蚀性、生理惰性、线收缩率低、易操作也是它的显著特点，被广泛地应用于军事、建筑、医疗、汽车、航空航天、日化及生活用品等诸多领域。

然而，硅橡胶由于在固化分子交联过程中基胶本身结构变化等因素，在固化后容易发生体积收缩的问题，这给其应用带来障碍，尤其是在复合材料中的应用会出现严重的问题。有研究表明，添加一定比例的填料有助于提高材料固化后的力学性能同时降低固化收缩和热膨胀系数。填料的加入一方面造成固化体系官能团密度的降低；另一方面，填料所占用的体积在固化过程中并没有随着反应的进行而发生改变，从而减缓了反应体系的体积收缩，填料的形状及粒子尺寸对光固化体系的收缩程度具有一定影响，据报道，与不规则形状纳米粒子相比，添加具有球形结构的纳米粒子能够促使材料在固化过程中获得更低收缩率。此外，填料添加量的改变也会造成光固化收缩程度的不同，在适当的添加量范围内，提高填料的加入量有利于获得更低的固化收缩。但随着填料添加量的继续增大，固化体系的黏度明显上升，严重影响材料的操作使用，储能模量也会有所增长，不利于收缩应力的释放。传统填料的大量引入还易于造成较高的弹性模量，从而增加应力产生的可能性。

发明内容

本发明要解决现有用于防止硅橡胶固化收缩的纳米粒子填料均为固态，由于添加量受到限制，从而难以满足有些产品要求的固化收缩率的技术问题，提供一种低收缩率缩合型有机硅橡胶及其制备方法。本发明设计了一种反应型T7-POSS有机硅基体树脂及以其为核心成分的低收缩率缩合型硅橡胶，该T7-POSS有机硅基体树脂在室温下呈现液态，可以与其他硅橡胶混合均匀，并且可以参与到硅橡胶交联网络当中，大大减小了硅橡胶固化时的收缩率。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

本发明提供一种有机硅基体树脂，其为T7-POSS有机硅聚合物，结构式如式1所示：

其中，R为-CH₃或-C₂H₅，R₁为-OCH₃或-OC₂H₅；

式1所示的有机硅基体树脂的平均分子量为5000-30000。

本发明还提供一种有机硅基体树脂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、称取催化剂氢氧化钾和去离子水置于三口烧瓶中，加入丙酮和甲醇混合溶剂，氮气保护下加入四甲氧基硅烷或者三甲氧基乙氧基硅烷后反应，搅拌反应16h后停止加热，降至室温，加入稀盐酸酸化，继续搅拌反应；酸化处理后，停止反应，得不完全缩合的甲氧基三硅醇或者乙氧基三硅醇(T7-POSS)；