本發(fā)明涉及一種橡膠交聯(lián)劑及其制備方法，特別是涉及一種二苯基硅氧基籠型倍半硅氧烷硅橡膠交聯(lián)劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
硅橡膠具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、化學(xué)惰性、環(huán)境穩(wěn)定性和電絕緣性能。由于它的熱穩(wěn)定性和抗熱氧化分解的特性使硅橡膠廣泛應(yīng)用于高溫場(chǎng)合。在航空航天領(lǐng)域，主要用作航天器表面材料涂層粘合劑等，事實(shí)表明，惡劣的空間環(huán)境會(huì)破壞聚合物材料，因此提高硅橡膠的耐熱性具有非常重要的意義。
從制備出一種高性能的有機(jī)硅交聯(lián)劑著手，目前合成硅橡膠是一般采用含氫硅油作為交聯(lián)劑，由于其直鏈型結(jié)構(gòu)導(dǎo)致固化后的硅橡膠耐熱溫度，力學(xué)性能往往不能滿足操作要求。而籠型倍半硅氧烷(POSS)，其分子通式為（RSiO3/2）n。是最新發(fā)展起來(lái)的有機(jī)無(wú)機(jī)納米復(fù)合材料，具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性能和力學(xué)性能，將其作為交聯(lián)劑加入到硅橡膠當(dāng)中不僅可以提高硅橡膠的熱穩(wěn)定性還能改善它的力學(xué)性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種二苯基硅氧基籠型倍半硅氧烷硅橡膠交聯(lián)劑及其制備方法，本發(fā)明在籠型倍半硅氧烷無(wú)機(jī)骨架的基礎(chǔ)上還嵌入了苯環(huán)，兩種結(jié)構(gòu)相互協(xié)同作用，提高了硅橡膠耐熱溫度和力學(xué)性能。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種二苯基硅氧基籠型倍半硅氧烷硅橡膠交聯(lián)劑，所述交聯(lián)劑結(jié)構(gòu)如下所示：
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一種二苯基硅氧基籠型倍半硅氧烷硅橡膠交聯(lián)劑制備方法，所述方法包括以下步驟：
i）將氫基封端聚二甲基硅氧烷與乙烯基三甲氧基硅烷在氯鉑酸的催化作用下進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)，反應(yīng)在40℃條件下即可完成，反應(yīng)完成后低壓除去未反應(yīng)物，反應(yīng)式如下：
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ii）在三口瓶中加入丙酮，上述反應(yīng)產(chǎn)物，在室溫條件下，水浴攪拌30min，混合均勻后，將HCl緩慢滴加到體系中，升溫至40℃反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后用乙醇洗滌兩次，真空干燥后一段時(shí)間后再在二氯甲烷和丙酮混合液中重結(jié)晶；反應(yīng)方程式如下：
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所述的一種二苯基硅氧基籠型倍半硅氧烷硅橡膠交聯(lián)劑制備方法，所述鹽酸濃度為6～10mol/L。
所述的一種二苯基硅氧基籠型倍半硅氧烷硅橡膠交聯(lián)劑制備方法，上述反應(yīng)中反應(yīng)時(shí)間為24～48h。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例中原料除特殊說(shuō)明，均為市購(gòu)。
各實(shí)施例中二苯基硅氧基籠型倍半硅氧烷硅橡膠交聯(lián)劑均由以下方式所得，不再重復(fù)敘述。
將一定量的氫基封端聚二甲基硅氧烷與乙烯基三甲氧基硅烷在氯鉑酸的催化作用下進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)，反應(yīng)在40℃條件下即可完成，反應(yīng)完成后低壓除去未反應(yīng)物。
在三口瓶中加入80ml丙酮，10ml上述反應(yīng)產(chǎn)物，在室溫條件下，水浴攪拌30min，混合均勻后，將30mlHCl（6mol/L）緩慢滴加到體系中，升溫至40℃反應(yīng)48h。反應(yīng)結(jié)束后用乙醇洗滌兩次，真空干燥后一段時(shí)間后再在二氯甲烷和丙酮混合液中重結(jié)晶。
實(shí)施例1
稱量100份的乙烯基硅橡膠（粘度為20000mPa·s），再加入30份溶于環(huán)己烷中的二苯基硅氧基籠型倍半硅氧烷，用玻璃棒攪拌使其混勻。放入真空干燥箱中抽真空除泡。然后，加入0.2份PC610抑制劑，5份納米氧化錫，5份納米氧化鈰，10份硅烷偶聯(lián)劑處理過(guò)的白炭黑。玻璃棒攪拌混勻后加入0.5份鉑金催化劑，攪勻后放入真空干燥箱中抽真空除泡，再放入到室溫環(huán)境下，放置一段時(shí)間，直到硅橡膠成為有一定硬度的彈性體。按照GB/T 13477.6-2002測(cè)試所得固化后膠體的性能：斷裂伸長(zhǎng)率為200%，拉升強(qiáng)度為2.6MPa。初始分解溫度為439. 1℃。
實(shí)施例2
稱量100份的乙烯基硅橡膠（粘度為20000mPa·s），再加入40份溶于環(huán)己烷中的二苯基硅氧基籠型倍半硅氧烷，用玻璃棒攪拌使其混勻。放入真空干燥箱中抽真空除泡。然后，加入0.2份PC610抑制劑，5份納米氧化錫，5份納米氧
化鈰，10份硅烷偶聯(lián)劑處理過(guò)的白炭黑。玻璃棒攪拌混勻后加入0.5份鉑金催化劑，攪勻后放入真空干燥箱中抽真空除泡，再放入到室溫環(huán)境下，放置一段時(shí)間，直到硅橡膠成為有一定硬度的彈性體。按照GB/T 13477.6-2002測(cè)試所得固化后膠體的性能：斷裂伸長(zhǎng)率為240%，拉升強(qiáng)度為3.0MPa。初始分解溫度為445. 3℃。
由以上數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明提供二苯基硅氧基籠型倍半硅氧烷作為交聯(lián)劑，由于其結(jié)構(gòu)中含有硅氫鍵可以和硅橡膠中乙烯基雙鍵進(jìn)行加成反應(yīng)，提高了硅橡膠的交聯(lián)密度，又引入了苯環(huán)結(jié)構(gòu)，兩種因素共同作用得到了耐熱性和力學(xué)性能良好的硅橡膠。