苯基羥基硅油及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)硅技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種苯基羥基硅油及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]目前還沒有一種簡單實(shí)用的透明性中折光系數(shù)(1.46左右)羥基硅油的制備方法，要提高甲基羥基硅油的折光系數(shù)(1.41)，需要向甲基羥基硅油分子鏈骨架中引進(jìn)高折射基團(tuán)，通常方法是利用苯基硅烷單體與甲基硅烷單體共水解而成。但在水解過程中存在不同單體分別自身聚合的現(xiàn)象，形成嵌段型水解聚合物或者是不同官能基聚合物的混合物。不同官能基鏈段會分別形成微區(qū)，在不同微區(qū)具有較大折光率差異的情況下會使整個聚合物呈不透明狀態(tài)。
[0003]液體縮合型硅膠廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)，隨著建筑安全環(huán)保綠色等理念的實(shí)施，高強(qiáng)度透明硅橡膠的應(yīng)用空間將會越來越大。傳統(tǒng)縮合型建筑用硅酮密封膠多為不透明材料，且拉升強(qiáng)度一般不會超過3.0MPa0
[0004]因此，需要開發(fā)一種折光指數(shù)在1.46左右，可用于制備超透明縮合型液體硅橡膠(拉升強(qiáng)度達(dá)到7.8MPa)的透明的苯基羥基硅油。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，本發(fā)明的目的在于提供一種折光系數(shù)在1.44-1.47之間的苯基羥基硅油。
[0006]具體的技術(shù)方案如下:
[0007]一種苯基羥基硅油，其結(jié)構(gòu)式為H0(R2Si0)a(R’ C6H5S1) b0H，其中300彡a彡550，100彡b彡150，且均為整數(shù)，R為甲基或乙基，R’為甲基或乙基。
[0008]在其中一個實(shí)施例中，其在25 °C常壓下的折光指數(shù)為1.45-1.47，粘度為3000_10000mPa.S0
[0009]本發(fā)明的另一目的是提供上述苯基羥基硅油的制備方法。
[0010]具體的技術(shù)方案如下:
[0011 ] 上述苯基羥基硅油的制備方法，包括如下步驟:
[0012](I)將苯基甲(乙)基硅氧烷單體和水溶于醇類溶劑中，在酸性催化劑的作用下進(jìn)行成環(huán)反應(yīng)，得含苯基甲(乙)基硅氧烷環(huán)體，其中反應(yīng)溫度為40-75°C，反應(yīng)時間為l_4h，苯基甲(乙)基硅氧烷單體與水的摩爾比為1: 1.5-2.5，醇類溶劑的用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的30-50%，催化劑的用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的1-1.5wt% ；
[0013]將二甲(乙)基硅氧烷單體和水溶于醇類溶劑中，在酸性催化劑的作用下進(jìn)行成環(huán)反應(yīng)，得二甲(乙)基硅氧烷環(huán)體，其中反應(yīng)溫度為40-75°C，反應(yīng)時間為l_4h，其中二甲(乙)基硅氧烷單體與水的摩爾比為1:1.5-2.5，醇類溶劑的用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的30-50%，催化劑的用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的1-1.5wt% ；
[0014](2)將苯基甲(乙)基硅氧烷環(huán)體與二甲(乙)基硅氧烷環(huán)體按1:2-4.6的質(zhì)量比投入兩相溶劑體系中，以水為封端劑，在堿性催化劑的作用下進(jìn)行開環(huán)反應(yīng)，在50-75°C，攪拌下反應(yīng)0.5-lh，然后緩慢升溫至150-180°C，并抽真空除去溶劑分子和堿性催化劑，即得所述苯基羥基硅油；
[0015]其中水占硅氧烷環(huán)體總質(zhì)量的質(zhì)量百分比為0.5% -0.9%，兩相溶劑的用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的60-100%，催化劑的用量為反應(yīng)物總質(zhì)量的0.3-1.5%。
[0016]在其中一個實(shí)施例中，所述甲(乙)基硅氧烷單體選自二甲基二甲氧基硅烷、二甲基一■乙氧基娃燒、一■乙基一■甲氧基娃燒或一■乙基一■乙氧基娃燒；所述含苯基甲(乙)基娃氧燒單體選自甲基苯基一-甲氧基娃燒、乙基苯基一-甲氧基娃燒、甲基苯基一-乙氧基娃燒或乙基苯基一-乙氧基娃燒O
[0017]在其中一個實(shí)施例中，所述酸性催化劑選自鹽酸、硫酸或三氟磺酸中的一種，所述堿性催化劑為四甲基氫氧化銨，所述醇類溶劑選自乙醇、丙三醇。
[0018]在其中一個實(shí)施例中，所述兩相溶劑體系為所述醇類溶劑和甲苯或二甲苯組成的混合溶劑，醇類溶劑與甲苯或二甲苯的體積比為1:1-3。
[0019]本發(fā)明的另一目的是提供上述苯基羥基硅油的應(yīng)用。
[0020]具體的技術(shù)方案如下:
[0021 ] 上述苯基羥基硅油在縮合型液體硅橡膠合成中的應(yīng)用。
[0022]本發(fā)明的另一目的是提供一種縮合型液體硅橡膠的制備方法。
[0023]具體的技術(shù)方案如下:
[0024]—種縮合型液體硅橡膠的制備方法，包括如下步驟:
[0025]將上述苯基羥基硅油和補(bǔ)強(qiáng)劑進(jìn)行混合分散，得基膠；然后加入交聯(lián)劑和催化劑，混合分散均勻后成型固化，即得所述縮合型液體硅橡膠。
[0026]在其中一個實(shí)施例中，所述補(bǔ)強(qiáng)劑為白炭黑，添加量為苯基羥基硅油用量的5-20wt% ο
[0027]在其中一個實(shí)施例中，所述交聯(lián)劑為:甲基三甲氧基硅烷和/或乙烯基三甲氧基硅烷，或，甲基三甲酰基硅烷；所述交聯(lián)劑的用量為所述苯基羥基硅油用量的1.7-6.3wt% ;所述催化劑為鉻絡(luò)合物催化劑和/或錫絡(luò)合物催化劑，添加量為所述苯基羥基硅油用量的0.05-0.5wt % ο
[0028]本發(fā)明的有益效果如下:
[0029]本發(fā)明的苯基羥基硅油的結(jié)構(gòu)式為:H0(R2Si0)a(R’C6H5Si0)b0H。其在25°C常壓下折光系數(shù)為 1.45-1.47，粘度為 1000-20000mPa.S。
[0030]該苯基羥基硅油可作為基膠制備高透明高強(qiáng)度縮合型液體硅橡膠，以納米S12S補(bǔ)強(qiáng)劑可制得透光率彡82% (680nm，2nm)，拉升強(qiáng)度大于5.4MPa，斷裂伸長率大于148%的縮合型液體硅橡膠材料。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下通過實(shí)施例對本申請做進(jìn)一步闡述。
[0032]實(shí)施例1
[0033]—種苯基羥基硅油的制備，包括如下步驟:
[0034](I)硅氧烷環(huán)體制備:取1061g甲基二甲氧基硅烷，500g乙醇、400g去離子水和60g濃鹽酸于5000ml三口燒瓶中，在攪拌下升溫至40-50 °C反應(yīng)lh，然后水洗至中性，通過甲苯進(jìn)行萃取硅氧烷環(huán)體，并用無水硫酸鎂對萃取液進(jìn)行干燥，最后利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀于110°C下除去甲苯溶劑得到687g無色透明液體。
[0035]同樣方法制備苯基甲基硅氧烷環(huán)體，1823g苯基甲基二甲氧基硅烷，800g乙醇和500g去離子水的混合溶劑，85g濃鹽酸作催化劑，反應(yīng)溫度為50-60°C。水洗、萃取、干燥和旋蒸后得到1348g粘性透明流體。
[0036](2)開環(huán)聚合制備苯基羥基硅油:8g去離子水，650g甲基硅氧烷環(huán)體，340g甲基苯基硅氧烷環(huán)體，加入到質(zhì)量比為2:1的乙醇/甲苯溶劑中，在劇烈攪拌下升溫至60°C，然后向體系中加入5g四甲基氫氧化銨堿膠，反應(yīng)Ih后升溫至71°C繼續(xù)反應(yīng)lh，然后慢慢升溫真空條件下除去溶劑，并在150°C下繼續(xù)真空除小分子20min，得到945g粘度為8350mPa.s的粘性流體，測得羥基含量為0.98%的透明的苯基羥基硅油，其折光率為1.459，即為BS1Hl0
[0037]BS1Hl 的結(jié)構(gòu)式如下:H0[CH3) 2S1]514(CH3C6H5Si0)1440H
[0038]—種高強(qiáng)度透明縮合型液體硅橡膠，其制備方法如下:
[0039]將250g BS1Hl和50gAER0SIL R812白炭黑在真空型混合分散機(jī)中混合分散成基膠備用。向基膠體系中加入4.4g甲基三甲氧基硅烷、2.4g乙烯基三甲氧基硅烷，0.55g鈦絡(luò)合物催化劑和0.2g錫絡(luò)合物催化劑，在真空分散機(jī)中混合均勻后，在PE膠膜上刮厚度約為2.5mm的膠層，放置在空氣中，室溫固化7天后得到透光率為82.6 %的透明膠帶(即高強(qiáng)度透明縮合型液體硅橡膠)，將其切成啞鈴型測試片后測得斷裂拉伸強(qiáng)度為7.8Mpa，斷裂伸長率為197%。
[0040]實(shí)施例2
[0041]一種苯基羥基硅油的制備，包括如下步驟:
[0042](I)硅氧烷環(huán)體制備:取1064g甲基二甲氧基硅烷，500g乙醇、400g去離子水和60g濃鹽酸于5000ml三口燒瓶中，在攪拌下升溫至40-50 °C反應(yīng)lh，然后水洗至中性，通過甲苯進(jìn)行萃取硅氧烷環(huán)體，并用無水硫酸鎂對萃取液進(jìn)行干燥，最后利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀于110°C下除去甲苯溶劑得到687g無色透明液體。
[0043]同樣方法制備苯基甲基硅氧烷環(huán)體，18 2 3 g苯基甲基二甲氧基硅烷，8 O O g醇和500g水的混