專利名稱：耐高溫聚(硅氮烷-硅氧烷)共聚物及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型的耐高溫聚合物，特別涉及聚硅氧烷主鏈中含有環(huán)二硅氮烷基、碳砸燒基、娃亞芳基或苯基娃燒基的耐聞溫共聚物及其制備方法。
背景技術：
硅橡膠的最顯著特性是它們的高溫穩(wěn)定性，可在200 300°C左右的環(huán)境中長期使用，因而在航空宇航、電子、建筑等工業(yè)得到廣泛應用。但是在高溫環(huán)境中，直鏈型的聚二甲基硅氧烷會發(fā)生轉化成環(huán)狀硅氧烷的熱裂解反應，側基會發(fā)生氧化反應而產生交聯。對于羥基封端的聚硅氧烷，主要發(fā)生的是解扣式重排降解，產生D3等環(huán)體，造成聚硅氧烷分子量的不斷降低和嚴重失重。為防止這種高溫熱降解，可以采取改變聚硅氧烷的主鏈結構的方法。通過在聚硅氧烷的主鏈中引入體積龐大的剛性基團，改變主鏈鍵的極性和增大主鏈 的剛性，利用空間位阻效應抑制聚合物的成環(huán)熱降解，提高其熱穩(wěn)定性。前人的研究工作表明在聚硅氧烷主鏈中分別引入芳撐基團、碳硼烷基團和環(huán)二硅氮烷基團可以大幅提高硅橡膠的熱穩(wěn)定性。環(huán)二硅氮烷中的Si-N鍵在高溫下還能夠消除硅橡膠內含有的少量硅羥基和水，從而使耐高溫性能顯著提高。Fink (ff. Fink, Helv. Chim. Acta 1968, 51,954-974)對
環(huán)二硅氮烷聚合物的合成路線探索做了許多研究，其合成步驟如下
權利要求
1.耐高溫聚(硅氮烷-硅氧烷)共聚物，其具有式I所示的分子式結構
2.根據權利要求I所述的耐高溫聚(硅氮烷-硅氧烷)共聚物，其特征在于所述式I中，I彡m彡100，m優(yōu)選20 50，m最優(yōu)選為22-43 ;3彡η彡10，η優(yōu)選為3。
3.根據權利要求I或2所述的耐高溫聚(硅氮烷-硅氧烷)共聚物，其特征在于所述式I中，Z的分子式結構如式XIII、式XIV或式XV所示
4.根據權利要求3所述的耐高溫聚(硅氮烷-硅氧烷)共聚物，其特征在于所述式I中，當所述R1為甲基時，R2是甲基況為苯基時，R2是苯基。
5.制備權利要求I所述的耐高溫聚(硅氮烷-硅氧烷)共聚物的方法，是以式II所示的I，3-雙(輕基娃燒基)-2,4- _■甲基-2,4- _■苯基環(huán)_■娃氣燒、式III所不的α , ω - _.乙胺基聚硅氧烷與式IV所示的含有不同官能基團的二羥基硅烷為原料，進行縮聚反應，得到權利要求I所述的共聚物；式II所示的1，3-雙(羥基硅烷基)-2，4- 二甲基-2，4- 二苯基環(huán)二硅氮烷、式III所示的α，ω-二乙胺基聚硅氧烷與式IV所示的含有不同官能基團的二羥基硅烷的反應摩爾比為I : 2 : I。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征是所述式II所示的1，3_雙(羥基硅烷基)_2，4- _■甲基-2,4- _■苯基環(huán)_■娃氣燒選自I，3-雙(甲基苯基輕基娃燒基)-2,4- _■甲基-2,4- _■苯基環(huán)_■娃氣燒或I，3-雙(_■苯基輕基娃燒基)-2,4- _■甲基-2,4- _■苯基環(huán)_■娃氣燒。
7.根據權利要求5或6所述的方法，其特征是所述式IV所示的二羥基硅烷選自1，3-雙(羥二甲基硅基)-m-碳硼烷、I，3-雙(羥二甲基硅基)苯或二苯基二羥基硅烷。
8.根據權利要求5 7中任意一項所述的方法，其特征是所述的縮聚反應是在烴類溶劑的環(huán)境下進行反應，所述的烴類溶劑是芳香烴或脂肪烴溶劑；所述的芳香烴溶劑選自苯、甲苯、氯苯和二甲苯中的一種或它們的任意混合物；所述的脂肪烴溶劑選自二氧六環(huán)、石油醚、6 10個碳原子的鏈狀脂肪烴以及6 10個碳原子的環(huán)狀脂肪烴中的一種或它們的任意混合物。
9.根據權利要求5 8中任意一項所述的方法，其特征在于所述縮聚反應是在80 200°C回流反應，優(yōu)選在100 140°C回流反應，反應時間為6 18小時，優(yōu)選12小時。
10.權利要求I 4中任意一項所述的耐高溫聚(硅氮烷-硅氧烷)共聚物在用作制備耐原子氧涂層材料、耐高溫黏合劑或耐高溫密封彈性體的基體聚合物中的應用。全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐高溫聚(硅氮烷-硅氧烷)共聚物。該聚合物其具有式I所示的分子式結構；式I中，R1是甲基或者苯基，R2是甲基或者苯基；Z是碳硼烷硅烷基、硅亞芳基或苯基硅烷基；1≤m≤100；3≤n≤10。該聚合物具有優(yōu)良的熱降解和熱氧化穩(wěn)定性，能夠在高溫條件下依然保持一定的強度，可以作為耐高溫密封材料的基體聚合物使用，在航空航天等領域具有很大的應用價值。(式I)
文檔編號C09J183/14GK102634031SQ20121009984
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權日2012年4月6日
發(fā)明者呂臻, 張志杰, 戴麗娜, 謝擇民, 譚永霞, 鄭艷 申請人:中國科學院化學研究所