CN113214316A - 一种亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯、制备方法、配位铂催化剂、单组份加成型硅橡胶 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及加成型硅橡胶领域,为了克服现有双组分加成型硅橡胶需要计算用量,容易出现计量不准和混合不均、不便于储存运输、容易造成浪费;单组分加成型橡胶储存稳定性差、分散效果不佳的不足,公开一种亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯及其制备方法,以及一种亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂及其制备方法,及一种单组份加成型硅橡胶。亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂由亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯与铂催化剂配位得到。本发明制备的铂催化剂具有良好分散性、稳定性、且能增强硅橡胶机械性能,含本发明的配位铂催化剂的单组分加成型硅橡胶具有良好的贮藏稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及加成型硅橡胶技术领域,尤其涉及一种亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯) 酯、制备方法、配位铂催化剂、单组份加成型硅橡胶。
背景技术
加成型硅橡胶具有收缩率小、电气性能优异、化学稳定性好,耐热性能优良且硫化过程中不产生任何副产物等优点,广泛应用于航空航天、汽车、电子通讯、医疗卫生、石油化工、机械制造等国民经济的各个领域。
目前加成型硅橡胶主要由两部分混合组成,一部分为乙烯基硅油和铂催化剂,另一部分为含氢硅油和抑制剂,使用时再进行混合加工。不仅使用不方便,并且有混合后保存时间较短,容易造成浪费等问题。单组份硅橡胶具有便于储存、运输和使用方便等优点,是目前加成型硅橡胶的发展趋势之一。
单组分硅橡胶的关键在于解决其室温下储存的稳定性和良好的高温固化性。因此,需要加入抑制剂和铂催化剂配位,使催化剂在室温下发生催化剂中毒,失去催化能力,只有加热到一定温度时催化剂重新活化,胶料才可发生硫化。现有的催化剂配体如炔醇类、多乙烯基聚硅氧烷、酰胺类化合物、不饱和酸二烷基酯化合物、偶氮类化合物,具有沸点低易挥发,抑制性能差,与有机硅体系不相容,难分散,易析出等缺点。
中国专利公开号CN108752936A,公开了一种双组分加成型硅橡胶及其制备方法,其特征在于:包括A组分和B组分,A组分包含以下重量份数的原料:改性聚二甲基硅氧烷30-40 份;乙烯基聚二甲基硅氧烷50-70份;补强填料120-180份;催化剂0.002-0.02份。B组分包含以下重量份数的原料:含氢聚二甲基硅氧烷100-120份;补强填料B120-150份;抑制剂0.001-0.01份。其不足之处在于:所用改性聚二甲基硅氧烷含有异氰酸酯,异氰酸酯遇热可燃,且遇热会释放大量有毒气体;需要将两组分混合制胶,且使用时需计算各组分用料,容易出现计量不准或混合不均不便于使用;不便于储存运输;混合后保存时间短,容易造成浪费。
中国专利公开号CN110669344A,公开了一种单组分加成型液体硅橡胶及其制备方法,其特征在于:包括以下原料:20~50重量份的低粘度乙烯基硅油,低粘度乙烯基硅油的粘度为8000~12000cs;粘度为60000~80000cs的高粘度乙烯基硅油,高粘度乙烯基硅油与低粘度乙烯基硅油的总用量为70重量份;20~35重量份的白炭黑;5~8重量份的六甲基二硅氮烷;1~5重量份的高乙烯基硅油,高乙烯基硅油的乙烯基含量为7%~10%;1.5~2重量份的水;2~4重量份的含氢硅油;0.2~0.5重量份的铂络合物;以及0.02~0.08重量份的3-甲基-1-十二炔-3-醇。其不足之处在于:铂络合物与硅橡胶的相溶性有限,分散效果不佳,铂络合物与炔醇化合物共存会发生性状改变,贮存稳定性差,影响最后成胶效果。
发明内容
本发明是为了克服现有双组分加成型硅橡胶需要计算用量,容易出现计量不准和混合不均、不便于储存运输、容易造成浪费;单组分加成型橡胶分散效果不佳、储存稳定性不佳的不足,提供一种亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯,使用其与铂催化剂配位得到一种在硅橡胶中分散性好,贮存稳定性佳的配位铂催化剂;
本发明的另一目的在于提供一种上述亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯的高收率、易纯化、制备简单的制备方法;
本发明的另一目的在于提供一种分散性好、对铂抑制能力强的亚磷酸三(三取代硅基氧基甲基苯)酯配位铂催化剂;
本发明的另一目的在于提供一种储存稳定性好、便于储存运输的单组份加成型硅橡胶。
为实现上述发明目的,本发明通过以下技术方案实现:
一种亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯,所述亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯的结构式如式Ⅰ所示:
其中,R1,R2,R3分别为苯基或含1~4碳的烷基中的一种。
亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯通过苄醇结构与硅烷基结合,具有多个硅烷基取代基团,在硅橡胶中具有很好的分散性;而亚磷酸酯结构中的磷原子可与铂进行配位,能够有效抑制铂催化剂的活性。通过对羟基苄醇结构将硅烷基团与铂催化剂整合在一起,能够兼顾铂催化剂的分散性和催化作用,并且可以通过P-Pt配位键抑制铂催化剂在常温下的催化活性,使铂催化剂具有很强的实用性和广阔的适用范围。
一种亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯的制备方法,包括以下步骤: a.在惰性气体保护下,将氢化钠、三取代硅氧基甲基苯酚和无水溶剂置于装有搅拌反应瓶中,搅拌反应,向反应瓶加入三氯化磷,升温反应,分离得到亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯) 酯。
进一步的,步骤a中,三取代硅氧基甲基苯酚与氢化钠的摩尔比为1:1~1.5,反应温度为20~40℃,反应时间为2~6h,三取代硅氧基甲基苯酚与三氯化磷摩尔比为1:0.34~0.5,反应温度为30~60℃,反应时间为24~48h。
进一步的,步骤a中,三取代硅氧基甲基苯酚为对-三甲基硅氧基甲基苯酚、对-二甲基苯基硅氧基甲基苯酚、对-甲基二苯基硅氧基甲基苯酚、对-三乙基硅氧基甲基苯酚、对-甲基乙基苯基硅氧基甲基苯酚、对-甲基苯基叔丁基硅氧基甲基苯酚、对-甲基异丙基苯基硅氧基甲基苯酚、对-正丁基甲基乙基硅氧基甲基苯酚、对-乙基异丁基苯基硅氧基甲基苯酚中的一种。
本发明使用三取代硅氧基甲基苯酚与三氯化磷反应制得亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯。由于硅氧基不与苯环直接相连,硅氧基对苯环大π键的影响较小,且硅烷基在空间上距酚羟基较远,空间效应对酚羟基的影响较小,酚羟基与三氯化磷的反应几乎不受硅烷基的影响。本发明采用三取代硅氧基甲基苯酚与三氯化磷反应得到亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯的方法,具有高收率、易纯化、制备简单的优点。
一种亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂,亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂由配体L和亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯分别与铂原子配位得到,所述亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的结构式如式Ⅱ所示:
其中,m为1,2,3;n为1,2,3;m+n≤4;R1,R2,R3分别为苯基或含1~4个碳的烷基;配体L为醇类、醚类、酯类、含不饱和键的化合物中的一种或多种;一个亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯的磷原子与一个铂原子形成一个配位键;一个配体L与一个铂原子形成至少一个配位键。
进一步的,配体L为异丙醇、四氢呋喃、邻苯二甲酸二乙酯、四甲基二乙烯基二硅氧烷中的一种或多种。
现有的铂催化剂由于催化活性较强,添加到加成型硅橡胶中不利于硅橡胶保存,因此现有技术通常将加成型硅橡胶分成两个组份,在使用时再混合制胶,储存运输不便且容易造成浪费。而且现有铂催化剂在加成型硅橡胶中分散性较差,不利于制胶。现有铂催化剂通过铂原子与配体L的含氧基团或不饱和键之间形成配位键,但含氧基团或不饱和键与铂原子的配位不充分,对配位铂化合物在加成型硅橡胶中的分散性提高的作用有限,不会影响亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯中的磷原子进一步与铂原子配位,因此可使用硅基取代亚磷酸三苯酯对现有含醇类、醚类、酯类、含不饱和键化合物配体配位的铂催化剂进行进一步的修饰,以得到亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂。本发明通过亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯中的磷原子与铂催化剂中的铂原子进一步配位,抑制铂催化剂的活性,使亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂添加到硅橡胶中,提高硅橡胶贮存稳定性,同时,通过引入硅取代基团,根据相似相溶原理增强亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯) 酯配位铂催化剂在硅橡胶中的分散性。
一种亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的制备方法,包括以下步骤: b.在惰性气体保护下,将铂催化剂和亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯置于反应瓶中,升温反应,分离得到亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂。
进一步的,步骤b中,铂催化剂中的铂与亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯摩尔比为1:3~5,反应温度为30~90℃,反应时间为12~24h。
进一步的,步骤b中,铂催化剂为异丙醇配位铂催化剂,四氢呋喃配位铂催化剂,邻苯二甲酸二乙酯配位铂催化剂,四甲基二乙烯基二硅氧烷配位铂催化剂中的一种或多种。
一种含有亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的单组份加成型橡胶,包括以下重量份的组分:
本发明使用的端乙烯基硅油的粘度为10000~50000mPa·s,结构式可表示为Me2ViSiO(Me2SiO)nSiMe2Vi,其中n为聚合度,端甲基含氢硅油中至少含有3个Si-H基团,且氢质量分数为0.5~1.0%;端甲基含氢硅油结构式可表示为 Me3SiO(Me2SiO)n(MeHSiO)mSiMe3,其中n,m为聚合度,m≥3;疏水白炭黑为比表面积150~ 380m2/g的疏水气相法白炭黑或疏水沉淀法白炭黑。
单组份加成型硅橡胶可以单独储存运输和使用,方便操作,避免浪费,亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂在单组分加成型硅橡胶有很好的分散效果,且亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂常温下的催化活性很低,拥有更强的贮存稳定性,所得加成型硅橡胶也更利于保存。
由于采用以上的技术方案,本发明具有这样的有益效果,使用三取代硅氧基甲基苯酚与三氯化磷反应得到亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯,制备简单、收率高、易纯化;亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯与铂催化剂进一步配位降低了铂催化剂的活性,添加至硅橡胶后,提高硅橡胶的贮存稳定性;由于亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯上硅取代基的存在,亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂在硅橡胶中具有良好的分散性;添加有亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的加成型硅橡胶具有良好的储存稳定性和高温快速固化性能,单组份的加成型硅橡胶方便了储存运输和使用。
附图说明
图1是本发明实施例1的亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯的核磁共振氢谱图。
图2是本发明实施例1的亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯的核磁共振磷谱图。
具体实施方式
在下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1
亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯的制备
在氮气保护下,将1.27g NaH、7.06g对-三甲基硅氧基甲基苯酚和6.5g无水四氢呋喃置于装有搅拌反应瓶中,20℃下搅拌反应2h,再加入1.63g三氯化磷,60℃下反应24h,过滤,蒸除四氢呋喃,以正己烷和乙酸乙酯为洗脱剂,以硅胶为固定相,柱分离后得到得6.26g亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯,无色液体,产率84.7%。
如图1所示,亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯的核磁氢谱(400Hz,氘代DMSO)。从图1可知,化学位移0.07ppm处吸收峰为Si-Me中C-H吸收峰,化学位移4.49ppm处吸收峰为CH2O中C-H吸收峰,6.69~7.08ppm处多重吸收峰为苯环中C-H吸收峰。核磁氢谱表明,产物的分子结构与预期结构一致。
如图2所示,实施例1的亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯的核磁磷谱(400Hz,氘代DMSO)。从图2可知,化学位移130.85ppm处吸收峰为亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯中磷吸收峰。核磁磷谱表明,产物的分子结构与预期结构一致。
亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的制备
在氮气保护下,将17.55g四甲基二乙烯基二硅氧烷配位铂催化剂(铂质量分数为2.0%)、5.54g 亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯加入到反应瓶中,在30℃下反应24h,过滤,得到1.48g 亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂,白色固体,产率为82.7%。
元素分析:C:45.68(理论值45.74);H:6.22(理论值6.32)。
结构式为:
含有亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的单组份加成型硅橡胶的配制将粘度为10000mPa·s的端乙烯基硅油100份、比表面积为380m2/g的疏水气相法白炭黑20 份、氢质量分数为0.5%端甲基含氢硅油10份、亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂0.05份混合均匀,得到含有亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的单组份加成型硅橡胶。
实施例2
亚磷酸三(三乙基硅氧基甲基苯)酯制备
氩气保护下,将1.27g NaH、12.61g对-三乙基硅氧基甲基苯酚和12.7g无水四氢呋喃置于装有搅拌反应瓶中,30℃下搅拌反应6h,再加入3.64g三氯化磷,30℃下反应48h,过滤,蒸除四氢呋喃,以正己烷和乙酸乙酯为洗脱剂,以硅胶为固定相,柱分离后得到得11.14g亚磷酸三(三乙基硅氧基甲基苯)酯,无色液体,产率85.0%。
1H-NMR(400MHz,氘代DMSO):0.12,1.54,4.50,6.69,6.75,7.08,7.10ppm;31P-NMR(400MHz,氘代DMSO):135ppm。
亚磷酸三(三乙基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂制备
在氩气保护下,将15.78g异丙醇配位铂催化剂(铂质量分数为1.5%)、2.67g亚磷酸三(三乙基硅氧基甲基苯)酯加入到反应瓶中,在60℃下反应20h,过滤,得到1.84g亚磷酸三(三乙基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂,白色固体,产率为85.2%。
元素分析:C:56.12(理论值56.03);H:7.74(理论值7.89)。
结构式为:
含有亚磷酸三(三乙基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的单组份加成型硅橡胶的配制将粘度为50000mPa·s的端乙烯基硅油100份、比表面积为150m2/g的疏水沉淀法白炭黑10 份、氢质量分数为1.0%端甲基含氢硅油5份、亚磷酸三(三乙基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂0.01份混合均匀,得到含有亚磷酸三(三乙基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的单组分加成型硅橡胶。
实施例3
亚磷酸三(二甲基苯基硅氧基甲基苯)酯制备
氮气保护下,将1.27g NaH、11.35g对-二甲基苯基硅氧基甲基苯酚和9.5g无水四氢呋喃置于装有搅拌反应瓶中,40℃下搅拌反应4h,再加入2.42g三氯化磷,45℃下反应32h,过滤,蒸除四氢呋喃,以正己烷和乙酸乙酯为洗脱剂,以硅胶为固定相,柱分离后得到得10.23g亚磷酸三(二甲基苯基硅氧基甲基苯)酯,无色液体,产率87.0%。
1H-NMR(400MHz,氘代DMSO):0.06,4.46,6.72,6.75,7.16,7.18ppm;31P-NMR(400MHz,氘代DMSO):132ppm。
亚磷酸三(二甲基苯基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂制备
在氮气保护下,将12.35g四氢呋喃配位铂催化剂(铂质量分数为2.5%)、5.13g亚磷酸三(二甲基苯基硅氧基甲基苯)酯加入到反应瓶中,在50℃下反应12h,过滤,得到1.57g亚磷酸三(二甲基苯基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂,白色固体,产率为80.9%。
元素分析:C:56.47(理论值56.39);H:6.13(理论值6.18)。
结构式为:
含有亚磷酸三(二甲基苯基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的单组份加成型硅橡胶的配制将粘度为30000mPa·s的端乙烯基硅油100份、比表面积为250m2/g的疏水沉淀法白炭黑30 份、氢质量分数为0.8%端甲基含氢硅油7份、亚磷酸三(二甲基苯基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂0.03份混合均匀,得到含有亚磷酸三(二甲基苯基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的单组份加成型硅橡胶。
实施例4
亚磷酸三(甲基苯基叔丁基硅氧基甲基苯)酯制备
氮气保护下,将1.27g NaH、11.70g对-甲基苯基叔丁基硅氧基甲基苯酚和10.2g无水四氢呋喃置于装有搅拌反应瓶中,35℃下搅拌反应5h,再加入1.98g三氯化磷,55℃下反应38h,过滤,蒸除四氢呋喃,以正己烷和乙酸乙酯为洗脱剂,以硅胶为固定相,柱分离后得到得10.78 g亚磷酸三(甲基苯基叔丁基硅氧基甲基苯)酯,无色液体,产率89.3%。
1H-NMR(400MHz,氘代DMSO):0.21,0.98,4.57,6.84,6.86,7.26,7.28ppm;31P-NMR(400MHz,氘代DMSO):138ppm。
亚磷酸三(甲基苯基叔丁基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂制备在氮气保护下,将12.68g邻苯二甲酸二乙酯配位铂催化剂(铂质量分数为1.8%)、4.22g亚磷酸三(甲基苯基叔丁基硅氧基甲基苯)酯加入到反应瓶中,在90℃下反应18h,过滤,得到 1.61g亚磷酸三(甲基苯基叔丁基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂,白色固体,产率为85.6%。
元素分析:C:59.57(理论值59.73);H:6.10(理论值6.19)。
结构式为:
含有亚磷酸三(甲基苯基叔丁基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的单组份加成型硅橡胶的配制将粘度为40000mPa·s的端乙烯基硅油100份、比表面积为300m2/g的疏水气相法白炭黑25 份、氢质量分数为0.6%端甲基含氢硅油8份、亚磷酸三(甲基苯基叔丁基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂0.04份混合均匀,得到含有亚磷酸三(甲基苯基叔丁基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的单组份加成型硅橡胶。
对比例1
对比例1作为实施例1的对比例,区别在于,对比例1中四甲基二乙烯基二硅氧烷配位铂催化剂和亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯未经化学反应,分别加入,为物理混合。对比例 1和实施例1两者制备的单组分加成型硅橡胶中铂摩尔数、亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯) 酯摩尔数均相同。
单组份加成型硅橡胶制备
将粘度为10000mPa·s的端乙烯基硅油100份、比表面积为380m2/g的疏水气相法白炭黑20 份、氢质量分数为0.5%端甲基含氢硅油10份、0.49份四甲基二乙烯基二硅氧烷配位铂催化剂(铂质量分数为2.0%)、0.031份亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯混合均匀,制得单组份加成型硅橡胶。
对比例2
对比例2作为实施例1的对比例,区别在于,对比例2中采用亚磷酸三苯酯配位铂催化剂,实施例1采用亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂。对比例2和实施例1两者制备的单组分加成型硅橡胶中铂摩尔数、亚磷酸酯摩尔数相同。
亚磷酸三苯酯配位铂催化剂制备
在氮气保护下,将17.55g卡斯特催化剂(铂质量分数为2.0%)、2.79g亚磷酸三苯酯加入到反应瓶中,在30℃下反应24h,过滤,得到1.12g亚磷酸三苯酯配位铂催化剂,白色固体。
单组份加成型硅橡胶制备
将粘度为10000mPa·s的端乙烯基硅油100份、比表面积为380m2/g的疏水气相法白炭黑20 份、氢质量分数为0.5%端甲基含氢硅油10份、亚磷酸三苯酯配位铂催化剂0.035份混合均匀,制得单组份加成型硅橡胶。
对比例3
对比例3作为实施例1的对比例,区别在于,对比例3不添加亚磷酸酯类化合物,仅加入目前工业生产加成型硅橡胶常用的四甲基二乙烯基二硅氧烷配位铂催化剂。对比例3所得单组份加成型硅橡胶中铂的摩尔数与实施例1所得单组份加成型硅橡胶中铂的摩尔数相同。
单组份加成型硅橡胶制备
将粘度为10000mPa·s的端乙烯基硅油100份、比表面积为380m2/g的疏水气相法白炭黑20 份、氢质量分数为0.5%端甲基含氢硅油10份、四甲基二乙烯基二硅氧烷配位铂催化剂(铂质量分数为2.0%)0.049份混合均匀,得到含有四甲基二乙烯基二硅氧烷配位铂催化剂的单组份加成型硅橡胶。
将上述实施例1~4和对比例1~3涉及的7种硅橡胶产品,根据GB/T 13477.5—2002 测试其在不同温度下的表干时间,结果示于表1。
表1实施例1~4和对比例1~3不同温度下表干时间
由表1可知,实施例1~4的本发明制备的单组份加成型硅橡胶在室温下相较于对比例1~3 具有优异室温储存的稳定性,且室温下贮存时间大于2年。加热到200℃后,在20分钟左右固化,满足高温硫化的要求。
实施例1与对比例1、2和3相比,含有亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的硅橡胶在室温下具有更长的表干时间,这是因为卡斯特催化剂中的铂与亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯中的磷配位,降低了铂的催化活性,同时亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂具有更好的分散性,可以有效的抑制单组份加成型硅橡胶自然表干的速度。而对比例1、3由于卡斯特催化剂催化活性强,室温下单组份加成型硅橡胶的表干时间较实施例1表干时间短。对比例1仅仅是物理混合,亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯对卡斯特催化剂催化抑制作用弱。对比例2相较于对比例1的表干时间稍长是由于卡斯特催化剂与亚磷酸三苯酯进行化学结合,较好抑制了催化剂的活性,但是亚磷酸三苯酯配位铂催化剂的分散性不佳,导致其室温下表干时间短于实施例1。对比例3由于没有亚磷酸酯类抑制配体作用,表现出最强的催化活性,使得室温下表干时间短,贮存稳定性差,高温下固化速度最快。
实施例1与对比例2相比,单组份加成型硅橡胶不仅有更长的室温贮存时间,在200℃下具有更短的固化时间,这是因为硅基的引入,亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂与硅橡胶具有更好的相容性和分散性,同时R1R2R3SiCH2O基团位阻效应和电子效应,使得P-Pt配位键在200℃下更容易断开,恢复铂催化剂的催化活性,表现出优秀的高温固化性能。
将上述实施例1~4和对比例1~3的硅橡胶产品倒入模具中,在200℃固化30min。根据GB/T 528-1998测定拉伸强度和伸长率,根据GB/T 529-1998测定撕裂强度,根据GB/T531-1999测定硬度,结果示于表2。
表2实施例1~4和对比例1~3的硅橡胶机械性能
由表2可知,本发明实施例1~4的单组份加成型硅橡胶经高温硫化后,具有固化充分,机械性能优异的优点,具有广泛的应用领域和重要的应用价值。
实施例1与对比例1、3所得硅橡胶机械性能相近,说明实施例1的亚磷酸三(三甲基硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂在高温下发生了P-Pt配位键的断裂,卡斯特催化剂被很好的释放出来并催化硅橡胶的固化。对比例2硫化不完全,原因是亚磷酸三苯酯配位铂催化剂在200℃下P-Pt配位键断裂速度比较缓慢,30min内橡胶无法完全硫化。结合表1可知,对比例2的单组份加成型硅橡胶相对难以固化,其本质是亚磷酸三苯酯配位铂催化剂的P-Pt配位键键能较大,在200℃下难以断裂,铂催化剂的催化活性较低导致的。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改,并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此,本发明不限于上述实施例,本领域技术人员根据本发明的揭示,不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
2.一种如权利要求1所述的亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.在惰性气体保护下,将氢化钠、三取代硅氧基甲基苯酚和无水溶剂置于装有搅拌反应瓶中,搅拌反应,向反应瓶加入三氯化磷,升温反应,分离得到亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯。
3.根据权利要求2所述的一种亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯的制备方法,其特征在于,所述步骤a中,三取代硅氧基甲基苯酚与氢化钠的摩尔比为1:1~1.5,反应温度为20~40℃,反应时间为2~6h,三取代硅氧基甲基苯酚与三氯化磷摩尔比为1:0.34~0.5,反应温度为30~60℃,反应时间为24~48h。
4.根据权利要求2或3所述的一种亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯的制备方法,其特征在于,所述步骤a中,三取代硅氧基甲基苯酚为对-三甲基硅氧基甲基苯酚、对-二甲基苯基硅氧基甲基苯酚、对-甲基二苯基硅氧基甲基苯酚、对-三乙基硅氧基甲基苯酚、对-甲基乙基苯基硅氧基甲基苯酚、对-甲基苯基叔丁基硅氧基甲基苯酚、对-甲基异丙基苯基硅氧基甲基苯酚、对-正丁基甲基乙基硅氧基甲基苯酚、对-乙基异丁基苯基硅氧基甲基苯酚中的一种。
6.根据权利要求5所述的一种亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂,其特征在于,所述配体L为异丙醇、四氢呋喃、邻苯二甲酸二乙酯、四甲基二乙烯基二硅氧烷中的一种或多种。
7.一种如权利要求5或6所述的亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
b.在惰性气体保护下,将铂催化剂和亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯置于反应瓶中,升温反应,分离得到亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂。
8.根据权利要求7所述的一种亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤b中铂催化剂中的铂与亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯摩尔比为1:3~5,反应温度为30~90℃,反应时间为12~24h。
9.根据权利要求7或8所述的一种亚磷酸三(三取代硅氧基甲基苯)酯配位铂催化剂的制备方法,其特征在于,所述步骤b中,铂催化剂为异丙醇配位铂催化剂、四氢呋喃配位铂催化剂、邻苯二甲酸二乙酯配位铂催化剂、四甲基二乙烯基二硅氧烷配位铂催化剂中的一种或多种。
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- 2021-05-18 CN CN202110540845.XA patent/CN113214316B/zh active Active
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