CN102268219A - 一种无溶剂型有机硅耐高温涂料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种无溶剂型有机硅耐高温涂料的制备方法，制备该涂料各原料的用量为，耐高温树脂专用填料占总重量的10-25%、滑石粉占总重量的5-10%、云母粉占总重量的5-15%、膨润土占总重量的5-10%、紫外屏蔽剂占总重量的5-10%、有机硅树脂占总重量的45-70%、部分活性稀释剂占总重量的10-20%。制备方法：准确称取各原料，将耐高温树脂专用填料、滑石粉、云母粉、膨润土和紫外屏蔽剂按比例投入混合釜中，之后投入无溶剂型有机硅树脂、部分活性稀释剂，最后进行充分的搅拌混合；搅拌后的混合料压入砂磨机中进行充分砂磨而成。本发明是绝缘、耐高温热防护工业领域的首选材料，可广泛应用于机械、电子、化工等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种无溶剂型有机硅耐高温涂料的制备方法，属有机硅应用技术领域。
背景技术
目前市场上应用的有机硅耐高温涂料几乎全部为溶剂型的，固化时有低分子副产物产生，且溶剂挥发对环境造成污染。如公开号CN101463223公开的一种环氧增强的韧性有机硅涂料由聚硅氧烷预聚体100重量份、环氧树脂1～100重量份，胺类固化剂5～50重量份，挥发性有机液体如乙醇、丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、甲苯或二甲苯中的一种或多种1～100重量份组成。
本发明发明人在《弹性体》发表的“无溶剂加成型有机硅耐高温树脂的合成及耐热性能研究”论文涉及到有机硅耐高温树脂的制备方法，但对涉及方法中使用的材料配比未予公开。
发明内容
本发明的目的是，本发明公开一种无溶剂型有机硅耐高温涂料的制备方法，旨在解决溶剂型有机硅涂料生产时有低分子副产物产生导致对环境造成污染的问题。
本发明的技术方案是，本发明将乙烯基引入硅树脂使其非常易于通过Pt催化的硅氢加成反应进行交联固化，固化时无小分子物放出，且性能稳定。采用无溶剂硅树脂中加入耐高温填料，如云母粉、滑石粉、碳酸钙、膨润土、碳黑等，由此制备获得无溶剂型有机硅耐高温涂料，该涂料可耐600-1000℃的高温。
本发明无溶剂型有机硅耐高温涂料的制备方法包括无溶剂有机硅高温树脂的合成和采用无溶剂有机硅高温树脂制备无溶剂型有机硅耐高温涂料。
本发明无溶剂型有机硅耐高温树脂的合成工艺为：
（1）硅树脂预聚体的合成：以二官能团和三官能团的有机硅氧烷混合单体为原料，采用逆水解法通过烷氧基的共水解缩聚得到水解物，进而在离子交换树脂作用下加热缩聚平衡，最后经过脱色、加入活性稀释剂调整固含量，即可得到目标产物。
以nR/nSi表示硅树脂的交联度，即硅树脂中有机基团与硅原子数目的比值；nPh/nMe表示苯基含量，即硅树脂中苯基基团与有基基团数目的比值，通过这个摩尔比可以计算出单体的质量比。
按nR/nSi=1.3，nPh/nMe=1.0，水解温度50℃，反应时间4h，去离子水在2小时内滴加完毕，水解完成后升温至100℃抽真空脱除溶剂，之后，升温至150℃进行熟化反应，至体系无溶剂及小分子物产生为止。
（2）活性稀释剂的合成：将乙烯基三乙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷及二苯基二乙氧基硅烷按1:1.7:4.3的比例称量，在40℃下，慢慢加入内盛无水乙醇和水的反应瓶中进行共水解反应,无水乙醇与水的称量比例为10:3。加完料后，继续搅拌反应2h，然后抽真空脱除溶剂，而后在110℃回流反应3h，降温，加入(ViR2Si)2和Me4NOH碱胶，升温至120℃反应6h，在升温至150℃以上破坏催化剂，减压蒸出低沸物后，得到甲基苯基乙烯基硅油活性稀释剂。
（3）交联剂的合成：将DMC、含氢硅油、浓硫酸和六甲基二硅氧烷按1:3.2:0.1:0.2的比例称量,加入带电磁搅拌和回流冷凝管的平底烧瓶中，室温下搅拌5h后，静置分层，除去酸水层，将油层用水洗至中性，并用无水氯化钙干燥，得无色透明的低含氢硅油。
（4）二乙烯基四甲基二硅氧烷配位的铂催化剂：将氯铂酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷按1:120的质量比称量加入到250ml的带搅拌装置、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中，升温到120℃，搅拌1h后，冷却至室温，滤去铂黑沉淀。再加入等量的二乙烯基四甲基二硅氧烷，搅匀，水洗之后，再用碳酸氢钠处理，并用无水氯化钙干燥，即得铂的二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物催化剂。
（5）将步骤（1）所制得的硅树脂预聚体与活性稀释剂、交联剂、抑制剂和铂催化剂按1:0.3:0.3:（0.02-0.03）:（1×10-4～3×10-4）比例称量，然后充分混合搅拌即可得到无溶剂型有机硅树脂。
本发明无溶剂型有机硅耐高温涂料的制备方法的步骤为：
（1）准确称取所需各原料，将耐高温树脂专用填料、滑石粉、云母粉、膨润土和紫外屏蔽剂按下列比例（耐高温树脂专用填料占总重量的10-25%、滑石粉占总重量的5-10%、云母粉占总重量的5-15%、膨润土占总重量的5-10%、紫外屏蔽剂占总重量的5-10%）投入混合釜中，之后投入前面制备的无溶剂型有机硅树脂（有机硅树脂占总重量的45-70%）、部分活性稀释剂（占总重量的10-20%），最后进行充分的搅拌混合；
（2）将上述搅拌后的混合料压入砂磨机中进行充分砂磨；
（3）在砂磨后的混合料放入配漆釜中，然后再在混合料中添加剩余的活性稀释剂进行搅拌、混合，最后进行检验，包装。
本发明无溶剂型有机硅耐高温涂料不仅具有固化迅速、节能和环保等优点，而且使用时不会产生气泡及砂眼，成膜性能更好。这种涂料大大拓宽了材料的应用范围。
本发明与现有技术比较的有益效果是，本发明合成的无溶剂有机硅耐高温涂料脂在工艺上具有固化迅速、节能和环保等优点，在性能上具有优异的耐高低温、耐侯、耐辐射性能，可广泛应用于航空、电气电子、化工仪表、汽车、机械等领域，是绝缘、耐高温热防护工业领域的首选材料。
附图说明
图1为无溶剂型有机硅树脂的合成；
图2为无溶剂型有机硅耐高温涂料的制备工艺。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如下：
1、本发明实施例无溶剂型有机硅耐高温树脂的合成工艺步骤为：
（1）硅树脂预聚体的合成：
以二官能团和三官能团的有机硅氧烷混合单体为原料，按nR/nSi=1.3，nPh/nMe=1.0确定反应物重量，采用逆水解法通过烷氧基的共水解缩聚得到水解物，水解温度50℃，反应时间4h，去离子水在2小时内滴加完毕，水解完成后升温至100℃抽真空脱除溶剂，之后，升温至150℃进行熟化反应，至体系无溶剂及小分子物产生为止。
（2）活性稀释剂的合成：准确称取乙烯基三乙氧基硅烷20克，甲基乙烯基二乙氧基硅烷34克、二苯基二乙氧基硅烷86克，在40℃下，慢慢加入内盛100克无水乙醇和30水的500ml三口瓶中进行共水解反应。加完料后，继续搅拌反映2h，然后抽真空脱除溶剂，而后在110℃回流反应3h，降温，加入(ViR2Si)2和Me4NOH碱胶，升温至120℃反应6h，在升温至150℃以上破坏催化剂，减压蒸出低沸物后，得到甲基苯基乙烯基硅油活性稀释剂。
（3）交联剂的合成：在装有电磁搅拌器、温度计、回流冷凝管的500ml三口瓶中，加入50克D4、160克高含氢硅油和10克MM，将反应装置固定在恒温水浴中，升温至30℃，然后加入5克浓硫酸。反应5h后，停止加热，静置分层，除去酸水层，将油层用水洗至中性，并用无水氯化钙干燥，得无色透明的低含氢硅油。
（4）制备二乙烯基四甲基二硅氧烷配位的铂催化剂：将1克氯铂酸与120克二乙烯基四甲基二硅氧烷加入到250ml带搅拌装置、回流冷凝管和温度计的三口烧瓶中，升温到120℃，搅拌1h后，冷却至室温，滤去铂黑沉淀。再加入等量的二乙烯基四甲基二硅氧烷，搅匀，水洗之后，再用碳酸氢钠处理，并用无水氯化钙干燥，即得铂的二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物催化剂。
（5）无溶剂型有机硅树脂：称取100克反应制得的硅树脂预聚体，加入30克的活性稀释剂、30克交联剂、2-5克抑制剂和1×10-4～3×10-4克铂催化剂，经充分搅拌混合,即可得到无溶剂型有机硅树脂。
2、本发明实施例无溶剂型有机硅耐高温涂料的制备的步骤为：
（1）按比例准确称取所需各原料，将耐高温树脂专用填料（占总重量的12%）、滑石粉（占总重量的6%）、云母粉（占总重量的7%）、膨润土（占总重量的6%）和紫外屏蔽剂（占总重量的5%）投入混合釜中，之后投入无溶剂型有机硅树脂（占总重量的54%）、部分活性稀释剂（占总重量的10%），最后进行充分的搅拌混合；
（2）将上述搅拌后的混合料压入砂磨机中进行充分砂磨；
（3）在砂磨后的混合料放入配漆釜中，然后再在混合料中添加剩余的活性稀释剂进行搅拌、混合，最后进行检验，包装。
Claims (2)
1.一种无溶剂型有机硅耐高温涂料的制备方法，其特征在于，所述方法包括无溶剂有机硅高温树脂的合成和采用无溶剂有机硅高温树脂制备无溶剂型有机硅耐高温涂料，
所述无溶剂有机硅高温树脂的合成工艺包括硅树脂预聚体的合成、活性稀释剂的合成、交联剂的合成、二乙烯基四甲基二硅氧烷配位的铂催化剂的制备及无溶剂型有机硅树脂的制备：
（1）以二官能团和三官能团的有机硅氧烷混合单体为原料，按nR/nSi=1.3，nPh/nMe=1.0（摩尔比），采用逆水解法通过烷氧基的共水解缩聚得到水解物，水解完成后升温抽真空脱除溶剂，之后，升温至进行熟化反应，至体系无溶剂及小分子物产生为止；
（2）活性稀释剂的合成中，乙烯基三乙氧基硅烷、甲基乙烯基二乙氧基硅烷及二苯基二乙氧基硅烷按1:1.7:4.3的质量比称量，在40℃下，慢慢加入内盛无水乙醇和水的反应瓶中进行共水解反应,无水乙醇与水的质量比为10:3；
（3）交联剂的合成中，DMC、含氢硅油、浓硫酸和六甲基二硅氧烷按1:3.2:0.1:0.2的比例称量；
（4）二乙烯基四甲基二硅氧烷配位的铂催化剂制备中，氯铂酸与二乙烯基四甲基二硅氧烷按1:120的质量比称量；
（5）将步骤（1）所制得的硅树脂预聚体与活性稀释剂、交联剂、抑制剂和铂催化剂按1:0.3:0.3:（0.02-0.03）:（1×10-4～3×10-4）质量比称量，然后充分混合搅拌即可得到无溶剂型有机硅树脂；
所述无溶剂有机硅耐高温涂料的制备方法为：
（1）准确称取所需各原料，将耐高温树脂专用填料、滑石粉、云母粉、膨润土和紫外屏蔽剂按比例投入混合釜中，之后投入前面制备的所述无溶剂型有机硅树脂、部分活性稀释剂，最后进行充分的搅拌混合；
（2）将上述搅拌后的混合料压入砂磨机中进行充分砂磨；
（3）在砂磨后的混合料放入配漆釜中，然后再在混合料中添加剩余的活性稀释剂进行搅拌、混合，最后进行检验，包装。
2.根据权利要求1所述的一种无溶剂型有机硅耐高温涂料的制备方法，其特征在于，制备所述涂料各原料的用量为，耐高温树脂专用填料占总重量的10-25%、滑石粉占总重量的5-10%、云母粉占总重量的5-15%、膨润土占总重量的5-10%、紫外屏蔽剂占总重量的5-10%、有机硅树脂占总重量的45-70%、部分活性稀释剂占总重量的10-20%。
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