CN112708135B - 一种可降解有机硅弹性体及其合成方法 - Google Patents

一种可降解有机硅弹性体及其合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种可降解有机弹性体及其合成方法。该可降解有机硅弹性体的合成方法包括如下步骤：1)第一组分：将第一醇与第一硅烷在第一催化剂的作用下通过酯交换反应得到第一预聚体；第一醇为二元醇或多元醇；第一硅烷为二官能度硅烷；2)第二组分：将第二醇与第二硅烷在第二催化剂的作用下通过酯交换反应得到第二预聚体，将第二预聚体与氨基硅烷混合；第二醇为二元醇或多元醇；第二硅烷为三官能度硅烷或四官能度硅烷；3)将第一组分、第二组分和无机填料混合，在第三催化剂的作用下反应得到可降解有机硅弹性体。本发明提供的合成方法得到的可降解有机弹性体在短期内具有良好的机械性能和拉伸性能，在特定条件下可降解。

Description

一种可降解有机硅弹性体及其合成方法
技术领域
本发明涉及硅橡胶的合成技术领域，更具体地，涉及一种可降解有机硅弹性体及其合成方法。
背景技术
硅橡胶等常规有机硅弹性体具有较好的耐候性能，要求在多年使用后仍保持较好的性能，因此硅橡胶通常采用Si-O-Si为主要骨架结构，从而对紫外线、高温等具有很好的耐受性，同时也可以一定程度上抵抗少量酸、碱的侵蚀，在密封胶、胶粘剂等领域获得了较好的应用。
随着环保政策日益深入人心，加上石油资源面临短缺的风险，基于非石油基的完全可降解材料越来越得到人们的关注，比如：完全采用生物质纤维(菠萝叶纤维、大麻纤维等)和聚乳酸等可降解树脂组成的复合材料将越来越具有优势。然而，当前的完全非石油基产品性能还存在诸多不足，特别是机械性能还很难让人满意。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种可降解有机硅弹性体的合成方法，由该制备方法得到的可降解有机硅弹性体主链含有Si-O-C键的弹性体，同以Si-O-Si键为主链的弹性体一样，得到的可降解有机硅弹性体短期内具有良好机械性能，长期又可降解为小分子，符合环保要求。
本发明提供的可降解有机硅弹性体的合成方法包括如下步骤：
1)第一组分：将第一醇与第一硅烷在第一催化剂的作用下通过酯交换反应得到第一预聚体；所述第一醇为二元醇或多元醇；所述第一硅烷为二官能度硅烷；
2)第二组分：将第二醇与第二硅烷在第二催化剂的作用下通过酯交换反应得到第二预聚体，将所述第二预聚体与氨基硅烷混合；所述第二醇为二元醇或多元醇；所述第二硅烷为三官能度硅烷或四官能度硅烷；
3)将所述第一组分、第二组分和无机填料混合，在第三催化剂的作用下反应得到所述可降解有机硅弹性体。
本发明先分别合成由二元醇或多元醇与二官能度硅烷在催化剂的作用下通过酯交换反应得到的第一组分、由二元醇或多元醇与二官能度硅烷在催化剂的作用下通过酯交换反应得到的第二预聚体和氨基硅烷混合得到的第二组分，再将第一组分、第二组分、无机填料在催化剂的作用下得到的易降解的机硅弹性体在短期内具有良好的机械性能，拉伸性能高。
在本发明中，第一预聚体的合成路径为：
Figure BDA0002868740030000021
其中，R1、R2可以为甲基、丙基或乙烯基；R3可以为甲基或乙基；R4可以为-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH2CH(OH)CH2-、-CH2(CH2)4CH2-等。
在本发明一个优选实施方式中，在步骤1)中，二元醇包括但不限于乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇中的一种或多种，优选为1,4-丁二醇。多元醇为丙三醇和/或季戊四醇。步骤1)中，第一醇优选为二元醇，进一步优选为1,4-丁二醇。
在本发明一个优选实施方式中，二官能度硅烷为二甲基二烷氧基硅烷、甲基丙基二烷氧基硅烷、甲基乙烯基二烷氧基硅烷中的一种或多种，其中烷氧基可以为甲氧基或是乙氧基，所述二官能度硅烷优选甲基丙基二甲氧基硅烷。
在本发明一个优选实施方式中，第一催化剂为有机锡、路易斯酸/碱、阳离子交换树脂、醋酸、醇钠中的一种，优选为二月桂酸二丁基锡、三氟化硼乙醚、四氯化锡、氯化亚锡、氯化铝、醇钠，进一步优选为四氯化锡。
在本发明一个优选实施方式中，步骤1)中所述第一醇与第一硅烷的质量比使所述第一预聚体的分子量为5000～30000g/mol，优选为10000～18000g/mol。
其中，所述第一催化剂的用量优选为所述第一醇和第一硅烷的总质量的0.5～5wt％，进一步优选1.5～3wt％。
在本发明一个优选实施方式中，第一组分中酯交换反应的条件为：反应温度为60～65℃，反应时间为2～3h。酯交换反应结束后蒸馏除杂，得到淡黄色透明粘稠液，即为第一预聚体，作为本发明可降解有机硅弹性体的第一组分。
在本发明一个优选实施方式中，步骤2)中，第二预聚体的合成路径为：
Figure BDA0002868740030000031
其中，R5为甲基、丙基、甲氧基或乙氧基，R4可以为-CH2CH2-、-CH2CH2CH2-、-CH2CH(OH)CH2-、-CH2(CH2)4CH2-等，R3可以为甲基、乙基等，a和b为不大于4的正整数。
在本发明一个优选实施方式中，步骤2)中，二元醇包括但不限于，乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇中的一种或多种。多元醇为丙三醇和/或季戊四醇。第二醇优选为二元醇，进一步优选为1,6-己二醇。
在本发明一个优选实施方式中，三官能度硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷中的一种或多种，优选甲基三甲氧基硅烷。四官能度硅烷可以为四官能度硅烷为四甲氧基硅烷和/或四乙氧基硅烷，优选四甲氧基硅烷。所述第二硅烷优选为三官能度硅烷，进一步优选为甲基三甲氧基硅烷。
在本发明一个优选实施方式中，步骤2)第二组分的制备中，所述第二硅烷与第二醇反应的摩尔比为(1～6):1，优选为(1.6～3):1。
在本发明一个优选实施方式中，步骤2)第二组分的第二预聚体的反应机理和第一组分中第一预聚体的反应机理相同，催化剂可选有机锡、路易斯酸、阳离子交换树脂、盐酸、醋酸等，优选为二月桂酸二丁基锡、三氟化硼乙醚、四氯化锡、氯化亚锡、氯化铝、盐酸等，进一步优选为四氯化锡；所述第二催化剂为第二醇质量份的0.3～3wt％，优选0.8～2wt％。
在本发明一个优选实施方式中，氨基硅烷偶联剂为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、双-(三甲氧基硅丙基)胺、双-(三乙氧基硅丙基)胺中的一种或几种，优选为N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅。氨基硅烷偶联剂与所述第二预聚体的质量比优选为0.01～1.0，进一步优选为0.05～0.5。在本发明一个优选实施方式中，第二组分中酯交换反应的条件为：反应温度为50～55℃，反应时间为1～2h。酯交换反应结束后蒸馏除杂，得到低粘度淡黄色透明液体，即为第二预聚体，再将第二预聚体与氨基硅烷混合，作为本发明可降解有机硅弹性体的第二组分。
在本发明一个优选实施方式中，步骤3)中，无机填料为陶土、滑石粉、碳酸钙或白炭黑，优选为白炭黑。第三催化剂为有机锡催化剂或钛酸酯催化剂，优选有机锡催化剂，进一步优选为二月桂酸二丁基锡。
在本发明一个优选实施方式中，步骤3)中，所述第一组分、第二组分、无机填料、第三催化剂的质量比为100：(3～15)：(80～150)：(0.1～1)，优选为100：(5～10):(100～120)：(0.2～0.5)。
其中，步骤3)中，反应条件优选为：真空度为-0.08～-0.09Mpa，转速为600～1000rpm，时间为20～80min，温度为室温。在本发明中，步骤3)具体为：将第一组分、第二组分、无机填料及第三催化剂按比例混合，在真空-0.08～-0.09Mpa和转速600-1000rpm下室温混匀，搅拌20～80min，挤出室温放置1～5h，即得本发明的可降解有机硅弹性体。
使用上述合成方法得到的可降解有机硅弹性体在水、紫外光、热等一种或几种条件下，可以逐渐分解为小分子。
即本发明的另一目的在于提供由上述合成方法制备得到的可降解有机硅弹性。
本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的合成方法得到的易降解有机硅弹性体在短期内具有良好的机械性能，与各类纤维、基材具有良好的附着力，可以赋予复合材料优异的短期机械性能。
(2)本发明提供的合成方法中第一组分和第二组分单独合成，再将第一组分、第二组分、无机填料和催化剂反应合成得到易降解有机硅弹性体，这样的合成方法可有效降低得到的易降解有机硅弹性体的交联密度，提高硅弹性体的拉伸性能。
(3)本发明得到的易降解有机硅弹性体在具有较好的拉伸强度的同时具有很好的断裂伸长率，在热处理后断裂伸长率也较好，同时在水、紫外光、热等一种或几种条件下，可以逐渐分解为小分子，从而实现降解，对环境造成的压力小。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供了一种可降解有机硅弹性体，该合成方法包括如下步骤：
(1)第一组分的合成：
在2L三口烧瓶中，将740g甲基丙基二甲氧基硅烷、443.2g1,4-丁二醇、26.4g四氯化锡混合，于60～65℃加热反应2h，观察到有甲醇回流现象，改为蒸馏装置，逐渐升温蒸馏收醇，减压蒸馏收集缩合产出的甲醇及未反应完的甲基丙基二甲氧基硅烷与1,4-丁二醇，降温，反应瓶内为分子量为10600g/mol左右淡黄色透明粘稠液，作为本发明弹性体第一组分备用。
(2)第二组分的合成：
在1L三口烧瓶中将136.22g甲基三甲氧基硅烷、65.6g 1,6-己二醇及0.7g四氯化锡混合，于50-55℃反应1-2h，有甲醇微回流时，蒸馏收醇，得到低粘度淡黄色透明液体，取7g与0.4gN-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷混合均匀，作为本发明弹性体第二组分备用。
(3)将100g步骤(1)的第一组分、7.2g步骤(2)的第二组分、100g白炭黑、0.4g二月桂酸二丁基锡在真空-0.08Mpa和转速1000rpm下，搅拌60min，挤出室温放置1h，得到有机硅弹性体。
实施例2
本实施例提供了一种可降解有机硅弹性体，该合成方法包括如下步骤：
(1)第一组分的合成：
在2L三口烧瓶中，将740g甲基丙基二甲氧基硅烷、442.78g1,4-丁二醇、17.74g四氯化锡混合，于60～65℃加热反应2h，观察到有甲醇回流现象，改为蒸馏装置，逐渐升温蒸馏收甲醇，减压蒸馏收集缩合产出的甲醇及未反应完的甲基丙基二甲氧基硅烷与1,4-丁二醇，降温，反应瓶内为分子量为10000g/mol左右淡黄色透明粘稠液，作为本发明弹性体第一组分备用。
(2)第二组分的合成：
在1L三口烧瓶中将136.22g甲基三甲氧基硅烷、38.94g 1,6-己二醇及0.41g四氯化锡混合，于50-55℃反应1h，有甲醇微回流时，蒸馏收醇，得到低粘度淡黄色透明液体，取7g与0.4gN-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷混合均匀，作为本发明弹性体第二组分备用。
(3)将100g步骤(1)的第一组分、5g步骤(2)的第二组分、100g白炭黑、0.2g二月桂酸二丁基锡在真空-0.09Mpa和转速1000rpm下，搅拌20min，挤出室温放置5h，得到所述有机硅弹性体。
实施例3
本实施例提供了一种可降解有机硅弹性体，该合成方法包括如下步骤：
(1)第一组分的合成：
在2L三口烧瓶中，将740g甲基丙基二甲氧基硅烷、446.25g1,4-丁二醇、35.6g四氯化锡混合，于60～65℃加热反应2h，观察到有甲醇回流现象，改为蒸馏装置，逐渐升温蒸馏收甲醇，减压蒸馏收集缩合产出的甲醇及未反应完的甲基丙基二甲氧基硅烷与1,4-丁二醇，降温，反应瓶内为分子量为18000g/mol左右淡黄色透明粘稠液，作为本发明弹性体第一组分备用。
(2)第二组分的合成：
在1L三口烧瓶中将136.22g甲基三甲氧基硅烷、73.75g 1,6-己二醇及0.78g四氯化锡混合，于50-55℃反应2h，有甲醇微回流时，蒸馏收醇，得到低粘度淡黄色透明液体，取7g与3.5gN-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷混合均匀，作为本发明弹性体第二组分备用。
(3)将100g步骤(1)的第一组分、10g步骤(2)的第二组分、120g白炭黑、0.5g二月桂酸二丁基锡在真空-0.09Mpa和转速600rpm下，搅拌80min，挤出室温放置1h，得到所述有机硅弹性体。
实施例4
本实施例提供了一种可降解有机硅弹性体，该合成方法包括如下步骤：
(1)第一组分的合成：
在2L三口烧瓶中，将740g甲基丙基二甲氧基硅烷、435g1,4-丁二醇、5.9g四氯化锡混合，于60～65℃加热反应2h，观察到有甲醇回流现象，改为蒸馏装置，逐渐升温蒸馏收甲醇，减压蒸馏收未反应完的甲基丙基二甲氧基硅烷、1,4-丁二醇及缩合产出的甲醇，降温，反应瓶内为分子量为5000g/mol左右淡黄色透明粘稠液，作为本发明弹性体第一组分备用。
(2)第二组分的合成：
在1L三口烧瓶中将136.22g甲基三甲氧基硅烷、20.06g 1,6-己二醇及0.24g四氯化锡混合，于50-55℃反应1h，有甲醇微回流时，蒸馏收醇，得到低粘度淡黄色透明液体，取7g与0.07gN-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷混合均匀，作为本发明弹性体第二组分备用。
(3)将100g步骤(1)的第一组分、3g步骤(2)的第二组分、80g白炭黑、0.1g二月桂酸二丁基锡在真空-0.08Mpa和转速1000rpm下，搅拌60min，挤出室温放置1h，得到所述有机硅弹性体。
实施例5
本实施例提供了一种可降解有机硅弹性体，该合成方法包括如下步骤：
(1)第一组分的合成：
在2L三口烧瓶中，将740g甲基丙基二甲氧基硅烷、448g1,4-丁二醇、59.4g四氯化锡混合，于60～65℃加热反应2h，观察到有甲醇回流现象，改为蒸馏装置，逐渐升温蒸馏收甲醇，减压蒸馏收未反应完的甲基丙基二甲氧基硅烷、1,4-丁二醇及缩合产出的甲醇，降温，反应瓶内为分子量为30000g/mol左右淡黄色透明粘稠液，作为本发明弹性体第一组分备用。
(2)第二组分的合成：
在1L三口烧瓶中将136.22g甲基三甲氧基硅烷、118.12g 1,6-己二醇及1.65g四氯化锡混合，于50-55℃反应1h，有甲醇微回流时，蒸馏收醇，得到低粘度淡黄色透明液体，取7g与7gN-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷混合均匀，作为本发明弹性体第二组分备用。
(3)将100g步骤(1)的第一组分、15g步骤(2)的第二组分、150g白炭黑、1g二月桂酸二丁基锡在真空-0.08Mpa和转速1000rpm下，搅拌60min，挤出室温放置1h，得到所述有机硅弹性体。
实施例6
本实施例提供了一种可降解有机硅弹性体，该合成方法包括如下步骤：
(1)第一组分的合成：
在2L三口烧瓶中，将740g甲基丙基二甲氧基硅烷、424.7g1,4-丁二醇、14g四氯化锡混合，于60～65℃加热反应2h，观察到有甲醇回流现象，改为蒸馏装置，逐渐升温蒸馏收甲醇，减压蒸馏收未反应完的甲基丙基二甲氧基硅烷、1,4-丁二醇及缩合产出的甲醇，降温，反应瓶内为分子量为3000g/mol左右淡黄色透明粘稠液，作为本发明弹性体第一组分备用。
(2)第二组分的合成：
在1L三口烧瓶中将136.22g甲基三甲氧基硅烷、14.75g 1,6-己二醇及0.15g四氯化锡混合，于50-55℃反应1h，有甲醇微回流时，蒸馏收醇，得到低粘度淡黄色透明液体，取7g与0.035gN-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷混合均匀，作为本发明弹性体第二组分备用。
(3)将100g步骤(1)的第一组分、2g步骤(2)的第二组分、75g白炭黑、0.08g二月桂酸二丁基锡在真空-0.08Mpa和转速1000rpm下，搅拌60min，挤出室温放置1h，得到所述有机硅弹性体。
实施例7
本实施例提供了一种可降解有机硅弹性体，该合成方法包括如下步骤：
(1)第一组分的合成：
在2L三口烧瓶中，将740g甲基丙基二甲氧基硅烷、448.64g1,4-丁二醇、14.26g四氯化锡混合，于60～65℃加热反应2h，观察到有甲醇回流现象，改为蒸馏装置，逐渐升温蒸馏收甲醇，减压蒸馏收未反应完的甲基丙基二甲氧基硅烷、1,4-丁二醇及缩合产出的甲醇，降温，反应瓶内为分子量为40000g/mol左右淡黄色透明粘稠液，作为本发明弹性体第一组分备用。
(2)第二组分的合成：
在1L三口烧瓶中将136.22g甲基三甲氧基硅烷、118.12g 1,6-己二醇及15.25g四氯化锡混合，于50-55℃反应1h，有甲醇微回流时，蒸馏收醇，得到低粘度淡黄色透明液体，取7g与7.7gN-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷混合均匀，作为本发明弹性体第二组分备用。
(3)将100g步骤(1)的第一组分、18g步骤(2)的第二组分、160g白炭黑、1.5g二月桂酸二丁基锡在真空-0.08Mpa和转速1000rpm下，搅拌60min，挤出室温放置1h，得到所述有机硅弹性体。
实施例8
本实施例提供了一种可降解有机硅弹性体，该合成方法包括如下步骤：
(1)第一组分的合成：
在2L三口烧瓶中，将740g甲基丙基二甲氧基硅烷、579.65g1,6-己二醇、29.43g二月桂酸二丁基锡混合，于60～65℃加热反应2h，观察到有甲醇回流现象，改为蒸馏装置，逐渐升温蒸馏收甲醇，减压蒸馏收未反应完的甲基丙基二甲氧基硅烷、1,6-己二醇及缩合产出的甲醇，降温，反应瓶内为分子量为10600g/mol左右淡黄色透明粘稠液，作为本发明弹性体第一组分备用。
(2)第二组分的合成：
在1L三口烧瓶中将136.22g甲基三甲氧基硅烷、50.07g 1,4-丁二醇及0.53g二月桂酸二丁基锡混合，于50-55℃反应1h，有甲醇微回流时，蒸馏收醇，得到低粘度淡黄色透明液体，取7g与0.4gγ-氨丙基三甲氧基硅烷混合，作为本发明弹性体第二组分备用。
(3)将100g步骤(1)的第一组分、步骤(2)的7.4g第二组分、100g滑石粉、0.4g钛酸四正丁酯在真空-0.08Mpa和转速1000rpm下，搅拌60min，挤出室温放置1h，得到所述有机硅弹性体。
实施例9
本实施例提供了一种可降解有机硅弹性体，该合成方法包括如下步骤：
(1)第一组分的合成：
在2L三口烧瓶中，将740g甲基丙基二甲氧基硅烷、306g乙二醇、23.32g氯化亚锡混合，于60～65℃加热反应2h，观察到有甲醇回流现象，改为蒸馏装置，逐渐升温蒸馏收甲醇，减压蒸馏收未反应完的甲基丙基二甲氧基硅烷、乙二醇及缩合产出的甲醇，降温，反应瓶内为分子量为10600g/mol左右淡黄色透明粘稠液，作为本发明弹性体第一组分备用。
(2)第二组分的合成：
在1L三口烧瓶中将136.22g甲基三甲氧基硅烷、42.27g丙二醇及0.45g三氟化硼乙醚混合，于50-55℃反应1h，有甲醇微回流时，蒸馏收醇，得到低粘度淡黄色透明液体，取7g与0.4g双-(三甲氧基硅丙基)胺混合，作为本发明弹性体第二组分备用。
(3)将100g步骤(1)的第一组分、步骤(2)的7.2g第二组分、100g碳酸钙、0.4g二醋酸二丁基锡在真空-0.08Mpa和转速1000rpm下，搅拌60min，挤出室温放置1h，得到所述有机硅弹性体。
实施例10
本实施例提供了一种可降解有机硅弹性体，该合成方法包括如下步骤：
(1)第一组分的合成：
在2L三口烧瓶中，将800g甲基乙烯基二乙氧基硅烷、787.92g丙三醇、35.41g四氯化锡混合，于60～65℃加热反应2h，观察到有甲醇回流现象，改为蒸馏装置，逐渐升温蒸馏收集甲醇，减压蒸馏收未反应完的甲基丙基二甲氧基硅烷、己二醇及缩合产出的甲醇，降温，反应瓶内为分子量为10600g/mol左右淡黄色透明粘稠液，作为本发明弹性体第一组分备用。
(2)第二组分的合成：
在1L三口烧瓶中将208.33g四乙氧基硅烷、75.64g季戊四醇及0.8g四氯化锡混合，于50-55℃反应1-2h，有甲醇微回流时，蒸馏收醇，得到低粘度淡黄色透明液体，取7g与0.4gN-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷混合均匀，作为本发明弹性体第二组分备用。
(3)将100g步骤(1)的第一组分、7.4g步骤(2)的第二组分、100g白炭黑、0.4g二月桂酸二丁基锡在真空-0.08Mpa和转速1000rpm下，搅拌60min，挤出室温放置1h，得到有机硅弹性体。
对比例1
本对比例提供了一种可降解有机硅弹性体，该合成方法包括如下步骤：
(1)将740g甲基丙基二甲氧基硅烷、136.22g甲基三甲氧基硅烷、443.2g1,4-丁二醇、65.6g 1,6-己二醇、27.1g四氯化锡混合，于60～65℃加热反应2h，有甲醇微回流时，蒸馏收集甲醇，减压蒸馏收集未反应完的硅烷、醇及缩合产出的甲醇，得到黄色透明液体。
(2)将100g步骤(1)得到的黄色透明液体、0.4gN-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、100g白炭黑、0.4g二月桂酸二丁基锡在真空-0.08Mpa和转速1000rpm下，搅拌60min，挤出室温放置1h，得到有机硅弹性体。
将实施例与对比例进行性能测试：测试实施例与对比例的有机硅弹性体在同样条件下的断裂伸长率、拉伸强度以及在85℃的烘箱中加热处理2周后复测的断裂伸长率和拉伸强度以及60℃水浴后的状态，见表1。
表1：实施例与对比例的性能结果
Figure BDA0002868740030000131
最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种可降解有机硅弹性体的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）第一组分：将第一醇与第一硅烷在第一催化剂的作用下通过酯交换反应得到第一预聚体；所述第一醇为二元醇或多元醇；所述第一硅烷为二官能度硅烷；
2）第二组分：将第二醇与第二硅烷在第二催化剂的作用下通过酯交换反应得到第二预聚体，将所述第二预聚体与氨基硅烷混合；所述第二醇为二元醇或多元醇；所述第二硅烷为三官能度硅烷或四官能度硅烷；
3）将所述第一组分、第二组分和无机填料混合，在第三催化剂的作用下反应得到所述可降解有机硅弹性体。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤1）中，所述二元醇为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇中的一种或多种；所述多元醇为丙三醇和/或季戊四醇；
和/或，所述二官能度硅烷为二甲基二烷氧基硅烷、甲基丙基二烷氧基硅烷、甲基乙烯基二烷氧基硅烷中的一种或多种；
和/或，所述第一催化剂为二月桂酸二丁基锡、三氟化硼乙醚、四氯化锡、氯化亚锡、氯化铝或盐酸。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，步骤1）中，所述第一醇为1,4-丁二醇；所述二官能度硅烷为甲基丙基二甲氧基硅烷；所述第一催化剂为四氯化锡。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的合成方法，其特征在于，步骤1）中，所述第一醇与第一硅烷的质量比使所述第一预聚体的分子量为5000~30000g/mol；所述第一催化剂的用量为所述第一醇和第一硅烷的总质量的0.5~5wt%。
5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，步骤1）中，所述第一醇与第一硅烷的质量比使所述第一预聚体的分子量为10000~18000g/mol；所述第一催化剂的用量为所述第一醇和第一硅烷的总质量的1.5~3wt%。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的合成方法，其特征在于，步骤2）中，所述二元醇为乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇中的一种或多种；所述多元醇为丙三醇和/或季戊四醇；
和/或，所述三官能度硅烷为甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷中的一种或多种；所述四官能度硅烷为四甲氧基硅烷和/或四乙氧基硅烷；
和/或，所述第二催化剂为有机锡、路易斯酸、阳离子交换树脂、盐酸、醋酸中的一种；
和/或，所述氨基硅烷为γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、双-（三甲氧基硅丙基)胺、双-（三乙氧基硅丙基)胺中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，步骤2）中，所述第二醇为1,6-己二醇；所述第二硅烷为甲基三甲氧基硅烷；所述第二催化剂为二月桂酸二丁基锡、三氟化硼乙醚、四氯化锡、氯化亚锡、氯化铝或盐酸；所述氨基硅烷为N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅。
8.根据权利要求7所述的合成方法，其特征在于，步骤2）中，所述所述第二催化剂为四氯化锡。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的合成方法，其特征在于，步骤2）中，所述第二硅烷与第二醇反应的摩尔比为(1~6):1；
和/或，所述第二催化剂的用量为所述第二醇质量份的0.3~3wt%。
10.根据权利要求9所述的合成方法，其特征在于，步骤2）中，所述第二硅烷与第二醇反应的摩尔比为(1.6~3):1；所述第二催化剂的用量为所述第二醇质量份的0.8~2wt%。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的合成方法，其特征在于，步骤2）中，所述氨基硅烷与所述第二预聚体的质量比为0.01~1.0。
12.根据权利要求11所述的合成方法，其特征在于，步骤2）中，所述氨基硅烷与所述第二预聚体的质量比为0.05~0.5。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的合成方法，其特征在于，步骤3）中，所述无机填料为陶土、滑石粉、碳酸钙或白炭黑；
和/或，所述第三催化剂为有机锡催化剂或钛酸酯催化剂。
14.根据权利要求13所述的合成方法，其特征在于，步骤3）中，所述无机填料为白炭黑；所述第三催化剂为二月桂酸二丁基锡。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的合成方法，其特征在于，步骤3）中，所述第一组分、第二组分、无机填料、第三催化剂的质量比为100：(3~15)：(80~150)：(0.1~1)。
16.根据权利要求15所述的合成方法，其特征在于，步骤3）中，所述第一组分、第二组分、无机填料、第三催化剂的质量比为100：(5~10):(100~120)：(0.2~0.5)。
17.根据权利要求1至3中任一项所述的合成方法，其特征在于，步骤3）中，反应条件为：真空度为-0.08~-0.09Mpa，转速为600~1000rpm，时间为20~80min，温度为室温。
18.权利要求1至17中任一项所述的合成方法制备得到的可降解有机硅弹性体。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113402912B (zh) * 2021-07-06 2022-03-01 中建材中岩科技有限公司 一种混凝土防护用硅烷防水材料及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB882098A (en) * 1956-10-12 1961-11-08 Union Carbide Corp Organosilicon compounds
US4452961A (en) * 1982-04-22 1984-06-05 Th. Goldschmidt Ag Process for the synthesis of heat-curable silicone resins
WO2016055595A1 (en) * 2014-10-09 2016-04-14 Wacker Chemie Ag Process for silane oligomer composition and application thereof
CN106349276A (zh) * 2016-08-12 2017-01-25 荆州市江汉精细化工有限公司 一种制备乙烯基三‑(2‑甲氧乙氧基)‑硅烷的酯交换方法
CN106478711A (zh) * 2016-10-10 2017-03-08 南雄鼎成新材料科技有限公司 低voc的安全有机硅季铵盐抗菌剂的制备方法
CN108102102A (zh) * 2017-11-14 2018-06-01 广州天赐高新材料股份有限公司 一种Si-O-C型聚醚基有机硅弹性体凝胶的制备方法和应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7553983B2 (en) * 2006-07-07 2009-06-30 Zydex Industries Organosilicon compounds
US8008519B2 (en) * 2006-08-14 2011-08-30 Momentive Performance Materials Inc. Process for making mercapto-functional silane

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB882098A (en) * 1956-10-12 1961-11-08 Union Carbide Corp Organosilicon compounds
US4452961A (en) * 1982-04-22 1984-06-05 Th. Goldschmidt Ag Process for the synthesis of heat-curable silicone resins
WO2016055595A1 (en) * 2014-10-09 2016-04-14 Wacker Chemie Ag Process for silane oligomer composition and application thereof
CN106349276A (zh) * 2016-08-12 2017-01-25 荆州市江汉精细化工有限公司 一种制备乙烯基三‑(2‑甲氧乙氧基)‑硅烷的酯交换方法
CN106478711A (zh) * 2016-10-10 2017-03-08 南雄鼎成新材料科技有限公司 低voc的安全有机硅季铵盐抗菌剂的制备方法
CN108102102A (zh) * 2017-11-14 2018-06-01 广州天赐高新材料股份有限公司 一种Si-O-C型聚醚基有机硅弹性体凝胶的制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
岳芸等.新型可降解聚硅基酯的合成及性质研究.《化工新型材料》.2009,(第07期), *
新型可降解聚硅基酯的合成及性质研究;岳芸等;《化工新型材料》;20090715(第07期);全文 *

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