一種凹土基mq有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法，該樹(shù)脂先將凹土在堿作用制備成纖維狀納米二氧化硅和水玻璃的混合物，然后在酸和M鏈節(jié)有機(jī)硅封端劑作用下，形成凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的分散液，并經(jīng)過(guò)后處理得到產(chǎn)品。該樹(shù)脂具有白炭黑和MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)效果，且分散性較佳，比表面積大，耐熱性能好，成本低廉，可以在表面處理劑、補(bǔ)強(qiáng)材料、增粘劑、脫模劑、消泡劑、防粘劑、光亮劑、耐劃傷劑等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)娃樹(shù)脂的制備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種凹土基MQ有機(jī)娃樹(shù)脂的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]MQ有機(jī)硅樹(shù)脂是一類(lèi)非常獨(dú)特的硅氧烷，是有四官能度硅氧烷縮聚鏈節(jié)(Q)與單官能度硅氧烷鏈節(jié)(M)構(gòu)成的有機(jī)硅樹(shù)脂，其摩爾質(zhì)量一般為1000~8000，分子結(jié)構(gòu)中M鏈節(jié)與Q鏈節(jié)的量之比及結(jié)構(gòu)決定樹(shù)脂的性質(zhì)和應(yīng)用范圍。MQ有機(jī)硅樹(shù)脂主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域:一是表面處理劑，如有機(jī)硅壓敏膠、手機(jī)按鍵膠、環(huán)氧類(lèi)粘接劑表面粘接等；二是補(bǔ)強(qiáng)材料，應(yīng)用在RTV膠、HTV膠、加成型液體硅橡膠、熱硫化橡膠、半導(dǎo)體元件的灌封膠等；三是增粘劑，用于密封膠和有機(jī)硅樹(shù)脂涂料；四是其他添加劑，如脫模劑、消泡劑、防粘劑、光亮劑、耐劃傷劑等。MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制法，按Q鏈節(jié)原料來(lái)源主要分為硅酸鈉(水玻璃)法和硅酸酯法，M鏈節(jié)來(lái)源主要為三甲基氯硅烷。水玻璃法工藝簡(jiǎn)單、原料易得、成本低廉、易于制得低M/Q產(chǎn)品，得到了廣泛的關(guān)注。
[0003]凹土是凹凸棒土的簡(jiǎn)稱(chēng)，也稱(chēng)凹凸棒石或坡縷石，是一種具有天然一維納米結(jié)構(gòu)的富鎂鋁硅酸鹽黏土礦物，其單根纖維晶直徑在20nm左右，長(zhǎng)度可達(dá)幾個(gè)微米，具有發(fā)達(dá)的比表面積，在我國(guó)儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉。凹土在堿作用下，可形成纖維狀納米二氧化硅和水玻璃的混合物，然后在酸和M鏈節(jié)有機(jī)硅封端劑的作用下，形成均勻包覆著纖維狀納米二氧化硅的MQ有機(jī)硅樹(shù) 脂(即凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂)分散液，并經(jīng)過(guò)后處理得到凹土基MQ有機(jī)娃樹(shù)脂。目前,該方法未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種具有纖維狀納米核殼結(jié)構(gòu)、分散性能好、吸附性能佳、耐熱性能好、成本低廉的凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法。
[0005]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0006]本發(fā)明的凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法的具體步驟如下:
[0007](I)纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物的制備:將凹土分散到堿液中，在20-100°C下攪拌0.5-24h，制得纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物，其中堿液的濃度為
0.5-20mol/L,凹土與堿液的質(zhì)量比為0.05-0.25: I ；
[0008](2)凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂分散液的制備:在不斷攪拌下，在濃鹽酸中加入步驟(1)制備的纖維狀納米二氧化娃與水玻璃混合物，調(diào)節(jié)pH值為0.5-5,水解l-60min,然后加入M鏈節(jié)有機(jī)硅封端劑的醇溶液，共水解l_120min，M鏈節(jié)有機(jī)硅封端劑與最初加入凹土的質(zhì)量比為0.01-1: 1，共水解溫度控制在20-100°C，制得凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂分散液；
[0009](3)后處理:用萃取劑進(jìn)行萃取，取上層油層，洗滌至中性后在60-120°C下干燥，得到凹土基MQ有機(jī)娃樹(shù)脂。
[0010]步驟(1)中，堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。[0011]步驟(1)中，優(yōu)選將凹土分散到堿液中，在60°C下攪拌12h。
[0012]步驟(1)中，優(yōu)選堿液的濃度為10mol/L，凹土與堿液的質(zhì)量比為0.15: I。
[0013]步驟(2)中，M鏈節(jié)有機(jī)娃封端劑為甲基氣硅烷、苯基氣硅烷、乙烯基氣硅烷、氣基氣硅烷、苯基烷氧基硅烷、乙烯基烷氧基硅烷、甲基烷氧基硅烷、氣基烷氧基硅烷、氣基燒氧基硅烷、橫酸基烷氧基硅烷中的一種。醇溶液為甲醇、乙醇中的一種。
[0014]步驟⑵中，優(yōu)選調(diào)節(jié)pH值為3。
[0015]步驟(2)中，優(yōu)選水解30min，然后加入M鏈節(jié)有機(jī)硅封端劑的醇溶液，共水解90min，共水解溫度控制在70°C。
[0016]步驟(2)中，M鏈節(jié)有機(jī)硅封端劑與最初加入凹土的質(zhì)量比優(yōu)選為0.5: I。
[0017]10、如權(quán)利要求1所述的凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，萃取劑為苯、甲苯、二甲苯、硅油、二甲基硅油中的一種。
[0018]本發(fā)明的積極效果如下:
[0019]1、本發(fā)明具有以纖維狀納米二氧化硅為核、MQ有機(jī)硅樹(shù)脂為殼的納米結(jié)構(gòu)，具有白炭黑和MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的協(xié)同補(bǔ)強(qiáng)效果。
[0020]2、本發(fā)明具有的核殼納米結(jié)構(gòu)，使其分散性較佳。
[0021 ] 3、本發(fā)明核 層中纖維狀納米二氧化硅經(jīng)酸堿活化，具有較高的比表面積，從而具有較大的表面能和較強(qiáng)的吸附性能。
[0022]4、本發(fā)明核層中纖維狀納米二氧化硅賦予了產(chǎn)品更高的耐熱性能；
[0023]5、本發(fā)明以低廉的凹土為原料，且核層為纖維狀納米二氧化硅，具有顯著的成本優(yōu)勢(shì)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是未添加凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的掃描電鏡(SEM)圖。
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例3制備的凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的掃描電鏡(SEM)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面的實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0027]實(shí)施例1:
[0028]1、纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物的制備:將凹土分散到氫氧化鈉溶液中，在100°C下攪拌24h，制得纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物，其中氫氧化鈉溶液的濃度為20!1101/1，凹凸棒石與氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為0.05: I ；
[0029]2、凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂分散液的制備:在不斷攪拌下，在濃鹽酸中加入纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物，調(diào)節(jié)pH值為0.5，水解lmin，然后加入六甲基二硅氧烷的乙醇溶液，共水解120min，六甲基二硅氧烷與最初加入凹土的質(zhì)量比為1: 1，共水解溫度控制在100°C，制得凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂分散液；
[0030]3、后處理:用甲苯進(jìn)行萃取，取上層油層，洗滌至中性后在120°C下干燥，得到凹土基MQ有機(jī)娃樹(shù)脂。
[0031]實(shí)施例2:
[0032]1、纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物的制備:將凹土分散到氫氧化鉀溶液中，在20°C下攪拌0.5h，制得纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物，其中氫氧化鉀溶液的濃度為0.5mol/L，凹凸棒石與氫氧化鉀溶液的質(zhì)量比為0.25:1 ;
[0033]2、凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂分散液的制備:在不斷攪拌下，在濃鹽酸中加入纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物，調(diào)節(jié)PH值為5，水解60min，然后加入三甲基氯硅烷的甲醇溶液，共水解lmin，三甲基氯硅烷與最初加入凹土的質(zhì)量比為0.01: 1，共水解溫度控制在200C，制得凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂分散液；
[0034]3、后處理:用二甲苯進(jìn)行萃取，取上層油層，洗滌至中性后在60°C下干燥，得到凹土基MQ有機(jī)娃樹(shù)脂。
[0035]實(shí)施例3:
[0036]1、纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物的制備:將凹土分散到氫氧化鈉中，在80°C下攪拌4h，制得纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物，其中氫氧化鈉溶液的濃度為lOmol/L，凹凸棒石與堿液的質(zhì)量比為0.1: I ； [0037]2、凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂分散液的制備:在不斷攪拌下，在濃鹽酸中加入纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物，調(diào)節(jié)pH值為2，水解15min，然后加入Y-氨丙基三乙氧基硅烷的無(wú)水乙醇溶液，共水解60min，Y-氨丙基三乙氧基硅烷與最初加入凹土的質(zhì)量比為
0.1: I，共水解溫度控制在80°C，制得凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂分散液；
[0038]3、后處理:用硅油進(jìn)行萃取，取上層油層，洗滌至中性后在80°C下干燥，得到凹土基MQ有機(jī)娃樹(shù)脂。
[0039]實(shí)施例4:
[0040]1、纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物的制備:將凹土分散到氫氧化鈉中，在90°C下攪拌4h，制得纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物，其中氫氧化鈉溶液的濃度為15mol/L，凹凸棒石與堿液的質(zhì)量比為0.2: I ；
[0041]2、凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂分散液的制備:在不斷攪拌下，在濃鹽酸中加入纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物，調(diào)節(jié)PH值為1，水解30min，然后加入乙烯基三甲氧基硅烷的無(wú)水乙醇溶液，共水解30min，乙烯基三甲氧基硅烷與最初加入凹土的質(zhì)量比為0.25: 1，共水解溫度控制在60°C，制得凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂分散液；
[0042]3、后處理:用二甲基硅油進(jìn)行萃取，取上層油層，洗滌至中性后在80°C下干燥，得到凹土基MQ有機(jī)娃樹(shù)脂。
[0043]實(shí)施例5本發(fā)明的凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的性能
[0044]實(shí)驗(yàn)基本配方(份)如下:MVQ110-2，100 ;填料，50 ;Α-151，2.5 ;羥基硅油，4 ;雙二五，1.5。按上述順序依次加入雙輥開(kāi)煉機(jī)中，混煉均勻取出膠料。經(jīng)返煉均勻后薄通下片，壓模入25t平板硫化機(jī)，在170°C進(jìn)行一段硫化lOmin，壓力為lOMpa，然后于烘箱內(nèi)150°C保持lh，再升溫至200°C保持2h。然后把所得膠片在沖片機(jī)上裁成標(biāo)準(zhǔn)樣片，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能測(cè)試。
[0045]對(duì)比例1:水玻璃制備的MQ有機(jī)硅樹(shù)脂。即在實(shí)施例3中省去了步驟1，直接將纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物換為水玻璃，其他均與實(shí)施例3相同。
[0046]測(cè)試結(jié)果如表1所示:
[0047]表1性能檢測(cè)結(jié)果
[0048]
【權(quán)利要求】
1.一種凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法，其特征在于:所述制備方法的具體步驟如下:(1)纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物的制備:將凹土分散到堿液中，在20-100°C下攪拌0.5-24h，制得纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物，其中堿液的濃度為0.5-20mol/L，凹土與堿液的質(zhì)量比為0.05-0.25: I ； (2)凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂分散液的制備:在不斷攪拌下，在濃鹽酸中加入步驟(1)制備的纖維狀納米二氧化硅與水玻璃混合物，調(diào)節(jié)PH值為0.5-5，水解l-60min，然后加入M鏈節(jié)有機(jī)娃封端劑的醇溶液，共水解l_120min, M鏈節(jié)有機(jī)娃封端劑與最初加入凹土的質(zhì)量比為0.01-1: 1，共水解溫度控制在20-100°C，制得凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂分散液； (3)后處理:用萃取劑進(jìn)行萃取，取上層油層，洗滌至中性后在60-120°C下干燥，得到凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂。
2.如權(quán)利要求1所述的凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，堿液為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，將凹土分散到堿液中，在60°C下攪拌12h。
4.如權(quán)利要求1所 述的凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法，其特征在于:步驟(1)中，堿液的濃度為lOmol/L，凹土與堿液的質(zhì)量比為0.15: I。
5.如權(quán)利要求1所述的凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，M鏈節(jié)有機(jī)娃封端劑為甲基氣硅烷、苯基氣硅烷、乙烯基氣硅烷、氣基氣硅烷、苯基烷氧基娃燒、乙烯基烷氧基硅烷、甲基烷氧基硅烷、氣基烷氧基硅烷、氣基烷氧基硅烷、橫酸基烷氧基硅烷中的一種。
6.如權(quán)利要求1所述的凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，醇溶液為甲醇、乙醇中的一種。
7.如權(quán)利要求1所述的凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，調(diào)節(jié)pH值為3。
8.如權(quán)利要求1所述的凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，水解30min，然后加入M鏈節(jié)有機(jī)硅封端劑的醇溶液，共水解90min，共水解溫度控制在70°C。
9.如權(quán)利要求1所述的凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法，其特征在于:步驟(2)中，M鏈節(jié)有機(jī)硅封端劑與最初加入凹土的質(zhì)量比為0.5: I。
10.如權(quán)利要求1所述的凹土基MQ有機(jī)硅樹(shù)脂的制備方法，其特征在于:步驟(3)中，萃取劑為苯、甲苯、二甲苯、硅油、二甲基硅油中的一種。
【文檔編號(hào)】C08G77/26GK103965478SQ201410196378
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】張雅莉, 尹振燕, 張國(guó)慶, 曾永斌, 張慶杰 申請(qǐng)人:張國(guó)慶