一種耐高溫有機硅復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明主要涉及復合材料領域，尤其涉及一種耐高溫有機硅復合材料及其制備方法。
【背景技術】
[0002]由于有機硅獨特的結構，兼?zhèn)淞藷o機材料與有機材料的性能，具有表面張力低、粘溫系數(shù)小、壓縮性尚、氣體滲透性尚等基本性質，并具有耐尚低溫、電氣絕緣、耐氧化穩(wěn)定性、耐候性、難燃、憎水、耐腐蝕、無毒無味以及生理惰性等優(yōu)異特性，廣泛應用于航空航天、電子電氣、建筑、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫(yī)療等行業(yè)，其中有機硅主要應用于密封、粘合、潤滑、涂層、表面活性、脫模、消泡、抑泡、防水、防潮、惰性填充等。隨著有機硅數(shù)量和品種的持續(xù)增長，應用領域不斷拓寬，形成化工新材料界獨樹一幟的重要產(chǎn)品體系，許多品種是其他化學品無法替代而又必不可少的；有機硅產(chǎn)品的基本結構單元是由硅一氧鏈節(jié)構成的，側鏈則通過硅原子與其他各種有機基團相連。因此，在有機硅產(chǎn)品的結構中既含有"有機基團"，又含有〃無機結構"，這種特殊的組成和分子結構使它集有機物的特性與無機物的功能于一身。與其他高分子材料相比，有機硅產(chǎn)品的最突出性能是:耐溫特性，有機硅產(chǎn)品是以硅一氧(S1- O)鍵為主鏈結構的，C 一 C鍵的鍵能為82.6千卡/克分子，S1-O鍵的鍵能在有機娃中為121千卡/克分子，所以有機娃廣品的熱穩(wěn)定性尚，尚溫下(或福射照射)分子的化學鍵不斷裂、不分解。有機硅不但可耐高溫，而且也耐低溫，可在一個很寬的溫度范圍內(nèi)使用。無論是化學性能還是物理機械性能，隨溫度的變化都很小。有機硅產(chǎn)品的主鏈為一 Si — O —，無雙鍵存在，因此不易被紫外光和臭氧所分解。有機硅具有比其他高分子材料更好的熱穩(wěn)定性以及耐輻照和耐候能力。有機硅中自然環(huán)境下的使用壽命可達幾十年。有機硅產(chǎn)品都具有良好的電絕緣性能，其介電損耗、耐電壓、耐電弧、耐電暈、體積電阻系數(shù)和表面電阻系數(shù)等均在絕緣材料中名列前茅，而且它們的電氣性能受溫度和頻率的影響很小。因此，它們是一種穩(wěn)定的電絕緣材料，被廣泛應用于電子、電氣工業(yè)上。有機硅除了具有優(yōu)良的耐熱性外，還具有優(yōu)異的拒水性，這是電氣設備在濕態(tài)條件下使用具有高可靠性的保障。生物活性有機硅是人體必需的一種的營養(yǎng)素。有機硅是構成人體組織和參與新陳代謝的重要元素。存于人體的每一個細胞當中，作為細胞構建的支撐，同時幫助其他重要物質如鎂，磷，鈣等吸收。人體只能通過食物不斷獲得有機硅。如果要保持5年，10年甚至于是30年的年輕程度，每天攝入有機硅20-30毫克的有機硅尤為重要。有機硅的主鏈十分柔順，其分子間的作用力比碳氫化合物要弱得多，因此，比同分子量的碳氫化合物粘度低，表面張力弱，表面能小，成膜能力強。這種低表面張力和低表面能是它獲得多方面應用的主要原因:疏水、消泡、泡沫穩(wěn)定、防粘、潤滑、上光等各項優(yōu)異性能。由于有機硅具有上述這些優(yōu)異的性能，因此它的應用范圍非常廣泛。它不僅作為航空、尖端技術、軍事技術部門的特種材料使用，而且也用于國民經(jīng)濟各部門，其應用范圍已擴到:建筑、電子電氣、紡織、汽車、機械、皮革造紙、化工輕工、金屬和油漆、醫(yī)藥醫(yī)療等。有機硅材料按其形態(tài)的不同，可分為:硅烷偶聯(lián)劑(有機硅化學試劑)、硅油(硅脂、硅乳液、硅表面活性劑)、高溫硫化硅橡膠、液體硅橡膠、硅樹脂、復合物等。
[0003]其中硅烷偶聯(lián)劑的應用大致可歸納為三個方面:1、用于玻璃纖維的表面處理，能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能，大大提高玻璃纖維增強復合材料的強度、電氣、抗水、抗氣候等性能，即使在濕態(tài)時，它對復合材料機械性能的提高，效果也十分顯著。目前，在玻璃纖維中使用硅烷偶聯(lián)劑已相當普遍，用于這一方面的硅烷偶聯(lián)劑約占其消耗總量的50%，其中用得較多的品種是乙烯基硅烷、氨基硅烷、甲基丙烯酰氧基硅烷等。2、用于無機填料填充塑料?？深A先對填料進行表面處理，也可直接加入樹脂中。能改善填料在樹脂中的分散性及粘合力，改善工藝性能和提高填充塑料(包括橡膠)的機械、電學和耐氣候等性能。3、用作密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑，能提高它們的粘接強度、耐水、耐氣候等性能。硅烷偶聯(lián)劑往往可以解決某些材料長期以來無法粘接的難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的就是提供一種耐高溫有機硅復合材料及其制備方法。
[0005]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0006]一種耐高溫有機硅復合材料，它是由下述重量份的原料組成的:
[0007]十二烷基硫醇0.7-2、偏鋁酸鈉6-7、十三氟辛基三乙氧基硅烷1_2、水玻璃70-100、丙烯酸松香1-2.4、堿纖維素13-20、苯駢三氮唑1_2、鈦白粉20-30、聚氧乙烯醚0.7-1、癸二酸二辛酯3-4、苯乙烯4-10、殼聚糖0.1-0.3、過氯乙烯樹脂4_6、碳酸鋰0.1-0.2、碳酸二甲酯 30-40O
[0008]一種耐高溫有機硅復合材料，所述的水玻璃的模數(shù)為2-3。
[0009]一種耐高溫有機硅復合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0010](I)將十二烷基硫醇加入到碳酸二甲酯中，攪拌均勻，加入上述堿纖維素重量的70-80%，升高溫度為60-70°C，加入苯乙烯、丙烯酸松香，保溫反應2-3小時；
[0011](2)將剩余的堿纖維素加入到其重量10-15倍去離子水中，加入聚氧乙烯醚，攪拌均勻后加入上述水玻璃重量的16-20%、十三氟辛基三乙氧基硅烷，升高溫度為60-65°C，1000-1600轉/分攪拌分散7-10分鐘，得改性水玻璃；
[0012](3)將偏鋁酸鈉加入到10-15倍去離子水中，加入鈦白粉、碳酸鋰，攪拌均勻，升高溫度為90-100°C，攪拌加熱至水干，磨成細粉；
[0013](4)將改性水玻璃與剩余的水玻璃混合，加入濃度為30-35%的硫酸，調(diào)節(jié)PH為6-6.5，加入步驟(I)中得到的物料，100-200轉/分攪拌分散20-30分鐘，加入步驟(3)中得到的物料，升高溫度為100-130°C，保溫攪拌5-10分鐘，冷卻，加入剩余各原料，攪拌均勻，噴霧干燥，即得。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0015]本發(fā)明首先將苯乙烯、丙烯酸松香、堿纖維素混合進行交聯(lián)反應，得到相容性較好的交聯(lián)產(chǎn)物，然后用堿纖維素改性水玻璃，其中加入十三氟辛基三乙氧基硅烷可以降低表面能，提高體系穩(wěn)定性；最后與表面處理后的鈦白粉混合加入到