本發(fā)明涉及一種橡膠交聯(lián)劑及其制備方法，特別是涉及一種苯基二甲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)：
硅橡膠是以線性聚硅氧烷為主要原料，加入增強(qiáng)材料，交聯(lián)劑及其它配合剤，固化而成的彈性體，聚硅氧烷分子鏈由硅原子和氧原子交替組成，硅氧鍵鍵能為443KJ/mol，而C-C鍵鍵能為335KJ/mol，所以有機(jī)硅產(chǎn)品熱穩(wěn)定性高，如普通橡膠強(qiáng)度隨溫度升高迅速下降，而硅橡膠幾乎可以再150℃下永久使用，可見(jiàn)。，與普通橡膠相比，耐溫性是硅橡膠最突出的優(yōu)良性能之一，故多用于高溫場(chǎng)合。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是國(guó)防和尖端技術(shù)的發(fā)展，對(duì)硅橡膠的耐熱性提出了更高的要求，因而提高硅橡膠的使用溫度和壽命是硅橡膠研究的熱點(diǎn)之一。
從交聯(lián)劑入手，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)中可以成功提高硅橡膠的熱穩(wěn)定性和力學(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苯基二甲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)明制備的交聯(lián)劑在引入籠型倍半硅氧烷無(wú)機(jī)骨架的基礎(chǔ)上還引入了苯環(huán)，兩種結(jié)構(gòu)相互協(xié)同作用，大大提高了硅橡膠耐熱溫度及力學(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：
一種苯基二甲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：
一種苯基二甲基硅氧基籠型倍半硅氧烷硅橡膠交聯(lián)劑制備方法，所述方法由以下步驟組成：
i）將苯基三(二甲基硅氧烷基)硅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℃條件下完成，反應(yīng)完成后低壓除去未反應(yīng)物，反應(yīng)式如下：
ii）在三口瓶中加入甲醇和濃鹽酸，在室溫條件下，水浴攪拌30min，通入N2，再緩慢滴加上述步驟的產(chǎn)物，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌；反應(yīng)結(jié)束后用甲醇進(jìn)行洗滌，抽濾，真空干燥后得到固體粉末狀產(chǎn)物；
iii）反應(yīng)方程式如下：
所述的一種苯基二甲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)施例中苯基二甲基硅氧基籠型倍半硅氧烷均由以下方式所得，不再重復(fù)敘述。
將40ml的苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷與10ml的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。
將在三口瓶中加入20ml甲醇和10ml濃鹽酸，在室溫條件下，水浴攪拌30min，通入N2后再緩慢滴加10ml上述步驟的產(chǎn)物，滴加結(jié)束后繼續(xù)攪拌48h。反應(yīng)結(jié)束后用甲醇進(jìn)行洗滌，抽濾，真空干燥后得到固體粉末狀產(chǎn)物苯基二甲基硅氧基籠型倍半硅氧烷。
實(shí)施例1
稱(chēng)量100份的乙烯基硅橡膠（粘度為20000mPa·s），再加入30份溶于環(huán)己烷中的苯基二甲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190%，拉升強(qiáng)度為2.2MPa。初始分解溫度為423. 1℃。
實(shí)施例2
稱(chēng)量100份的乙烯基硅橡膠（粘度為20000mPa·s），再加入40份溶于環(huán)己烷中的苯基二甲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210%，拉升強(qiáng)度為2.9MPa。初始分解溫度為437. 3℃。
由以上數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明提供苯基二甲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。