專利名稱：一種雙組分鉑金觸媒硫化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硫化劑及其制備方法，尤其是指一種雙組分鉑金觸媒硫化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，硅橡膠在電子、醫(yī)療、航空航天、食品衛(wèi)生等行業(yè)應(yīng)用非常廣泛，而隨著這些行業(yè)的要求不斷提高，特別對(duì)于生物醫(yī)用食品級(jí)高分子材料的要求更為苛刻，都特別強(qiáng)調(diào)硅橡膠材料的安全性，要對(duì)人體無(wú)害，且符合食品級(jí)別。目前在硅橡膠材料生產(chǎn)過(guò)程中使用的硫化劑多為傳統(tǒng)的過(guò)氧化物硫化劑，例如2，4-二氯過(guò)氧化苯甲酰(DCBP、商品名為“雙二四”)、2，5-二甲基-2，5-二叔丁基過(guò)氧化己烷(DBPMH，商品名又稱“雙二五”)等，這種過(guò)氧化物硫化劑在使用過(guò)程中易產(chǎn)生異味，而且硫化溫度、硫化速度都不盡如人意，生產(chǎn)的硅橡膠產(chǎn)品性能也不理想，在很多行業(yè)的應(yīng)用均受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種雙組分鉑金觸媒硫化劑，其硫化效果好，且無(wú)毒無(wú)味，安全性好，還能有效降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明進(jìn)一步所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種雙組分鉑金觸媒硫化劑的制備方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種雙組分鉑金觸媒硫化劑，包括在使用時(shí)再予以混合調(diào)勻的A劑和B劑。其中，所述A劑為乙烯基生膠、氣相白碳黑及鉑金絡(luò)合物的混合物；B劑為乙烯基生膠、氣相白碳黑、端含氫硅油及抑制劑的混合物。
上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于混合調(diào)制時(shí)所述A劑、B劑的質(zhì)量比為A劑∶B劑＝(0.8～1.0)∶(1.0～1.5)。
上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述A劑各成分的質(zhì)量份含量為乙烯基生膠20～40份、氣相白碳黑20份、鉑金絡(luò)合物40～60份。
上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于所述B劑各成分的質(zhì)量份含量為乙烯基生膠30～40份、氣相白碳黑15份、鉑金絡(luò)合物47～53份、抑制劑2～3份。
本發(fā)明還提供一種雙組分鉑金觸媒硫化劑的制備方法，包括如下步驟A1、合成鉑金絡(luò)合物，將一定量的氯鉑酸的水溶液與乙烯雙封頭溶于無(wú)水乙醇中，加熱至120℃回流2～3小時(shí)，再加入碳酸氫鈉，然后在6.66KPa、45℃條件下蒸除無(wú)水乙醇和水份，過(guò)濾黑色固體物，即得到一種鉑的乙烯基硅氧烷配位絡(luò)合物；A2、混合制備A劑，將鉑金絡(luò)合物、氣相白碳黑與乙烯基生膠放入攪拌機(jī)中，升溫至100℃～120℃，真空～0.06mPa熱處理2小時(shí)，即得到A劑；B1、制備端含氫硅油，將D4、端含氫雙封頭、KF-99、酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂按比例投入反應(yīng)容器內(nèi)并控制在65℃～700℃下攪拌回流2～3小時(shí)，而后再升溫至115℃～120℃繼續(xù)攪拌聚合2～3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾所得液體再投入反應(yīng)容器中在120℃減壓脫除低分子得到分子式如下所示的端含氫硅油 B2、制備抑制劑，將一定量的甲基丁炔醇與甲基吡啶加入反應(yīng)容器內(nèi)，在N2保護(hù)下室溫?cái)嚢瑁徛渭?CH3)2SiCl2，滴加過(guò)程中反應(yīng)加熱，溫度上升，滴完后在60℃繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，然后過(guò)濾、水洗，將產(chǎn)物層移至反應(yīng)容器中經(jīng)硫酸鈉干燥，再過(guò)濾，蒸餾得到結(jié)構(gòu)式如下所示的抑制劑 B3、混合制備B劑，將合成的端含氫硅油、氣相白碳黑、乙烯基生膠、抑制劑投入攪拌機(jī)中升溫至100℃～120℃，真空～0.06mPa熱處理2～3小時(shí)，即得到B劑。
本發(fā)明的有益效果是與傳統(tǒng)過(guò)氧化物硫化劑相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)1、一次硫化完成，無(wú)需二次硫化和煮沸等工藝；2、硫化過(guò)程中不產(chǎn)生任何新的新分子，無(wú)異味；3、衛(wèi)生級(jí)別高，符合FDA、SGS等認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，比進(jìn)口“雙二四”、“雙二五”更安全；
4、省時(shí)省電，提供高生產(chǎn)效率同時(shí)降低生產(chǎn)成本；5、尺寸穩(wěn)定性好，收縮率低；6、利用本發(fā)明雙組分鉑金觸媒硫化劑進(jìn)行硫化時(shí)，硫化的硅橡膠發(fā)生加成反應(yīng)，不同于原來(lái)的聚合反應(yīng)，硅橡膠分子間結(jié)合更好，產(chǎn)品的拉伸強(qiáng)度、搞撕裂強(qiáng)度、回彈性能大大提高，加成的加成型混煉膠具有無(wú)毒無(wú)味、彈性好、透明度好、極低的揮發(fā)性、硫化溫度低、生理惰性、生物相容性好等優(yōu)良的物理性能和生化性能，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)療和食品衛(wèi)生、電子電氣等領(lǐng)域。
采用本發(fā)明的制備方法，可以快速制備出雙組分鉑金觸媒硫化劑的A劑與B劑，且A劑、B劑的穩(wěn)定性好。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種雙組分鉑金觸媒硫化劑，包括在使用時(shí)再予以混合調(diào)勻的A劑和B劑。
其中，所述A劑為乙烯基生膠、氣相白碳黑及鉑金絡(luò)合物的混合物，A劑各成分的質(zhì)量份含量為乙烯基生膠20～40份、氣相白碳黑20份、鉑金絡(luò)合物40～60份；B劑為乙烯基生膠、氣相白碳黑、端含氫硅油及抑制劑的混合物，B劑各成分的質(zhì)量份含量為乙烯基生膠30～40份、氣相白碳黑15份、端含氫硅油47～53份、抑制劑2～3份。
本發(fā)明提供如下表所示三個(gè)配方

A劑、B劑均由生產(chǎn)商事先制備好并分別包裝存放，在使用前，才將A劑與B劑混合調(diào)制，且即配即用?；旌险{(diào)制時(shí)，調(diào)制的硫化劑用量為待硫化橡膠總量的1.8％～2.5％，其中，所述A劑、B劑的質(zhì)量比為A劑∶B劑＝(0.8～1.0)∶(1.0～1.5)，即A劑、B劑分別占待硫化橡膠總量的0.8％～1.0％、1.0％～1.5％。具體比例則視應(yīng)用于不同的橡膠硫化而有所區(qū)別，例如用于普通沉淀膠硫化時(shí)，A劑用量為待硫化橡膠總重的0.8％～1.0％，B劑用量為1.0％～1.2％，加硫溫度75℃～85℃，相應(yīng)加硫時(shí)間為10～15分鐘；用于高檔氣相膠硫化時(shí)，A劑用量為1.0％，B劑用量為1.2％～1.5％，加硫溫度110℃～130℃，相應(yīng)加硫時(shí)間為5～8分鐘；用于油壓機(jī)型加硫時(shí)，A劑用量為1.0％，B劑用量為1.2％～1.5％，模溫85℃～110℃，加硫時(shí)間為75秒～100秒；上述各種硫化中，加硫溫度越高，加硫時(shí)間越短。
本發(fā)明還提供一種雙組分鉑金觸媒硫化劑的制備方法，包括如下步驟A1、合成鉑金絡(luò)合物，將1質(zhì)量份氯鉑酸的水溶液與16質(zhì)量份的乙烯雙封頭溶于35質(zhì)量份無(wú)水乙醇中，加熱至120℃回流2～3小時(shí)，再加入10質(zhì)量份碳酸氫鈉，然后在6.66KPa、45℃條件下蒸除無(wú)水乙醇和水份，過(guò)濾黑色固體物，即得到二種鉑的乙烯基硅氧烷配位絡(luò)合物；A2、混合制備A劑，將鉑金絡(luò)合物、氣相白碳黑與乙烯基生膠放入攪拌機(jī)中，升溫至100℃～120℃，真空～0.06mPa熱處理2小時(shí)，即得到A劑，其中，所采用的攪拌機(jī)優(yōu)選采用行星攪拌機(jī)；B1、制備端含氫硅油，將D4(八甲基環(huán)四硅氧烷)、端含氫雙封頭、KF-99(分子式為 )、酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂(通常采用全氟磺酸樹(shù)脂)按比例投入反應(yīng)容器內(nèi)并控制在65℃～700℃下攪拌回流2～3小時(shí)，而后再升溫至115℃～120℃繼續(xù)攪拌聚合2～3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾所得液體再投入反應(yīng)容器中在120℃減壓脫除低分子得到分子式如下所示的端含氫硅油 B2、制備抑制劑，將200份甲基丁炔醇與145份甲基吡啶加入反應(yīng)容器內(nèi)，在N2保護(hù)下室溫?cái)嚢?，緩慢滴?CH3)2SiCl2，滴加過(guò)程中反應(yīng)加熱，溫度上升，滴完后在60℃繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，然后過(guò)濾、水洗，將產(chǎn)物層移至反應(yīng)容器中經(jīng)硫酸鈉干燥，再過(guò)濾，蒸餾得到結(jié)構(gòu)式如下所示的抑制劑 B3、混合制備B劑，將合成的端含氫硅油、氣相白碳黑、乙烯基生膠投入攪拌機(jī)中升溫至100℃～120℃，真空～0.06mPa熱處理2～3小時(shí)，即得到B劑，其中，所采用的攪拌機(jī)優(yōu)選采用行星攪拌機(jī)。
其中，在A1步驟中，氯鉑酸本身是四價(jià)六配位的，反應(yīng)之初要先被還原為二價(jià)，經(jīng)常使用的是它的異丙醇溶液，證明氯鉑酸可被異丙醇還原為二價(jià)。
上述二聚體在抽干溶劑后可作為純化合物分離出來(lái)，表明有兩個(gè)丙烯分子與鉑絡(luò)合配位。在有過(guò)量異丙醇和氯離子存在時(shí)，此二聚體又可離解為單分子，二價(jià)四配位的化合物。
鉑上的乙烯或丙烯配位體在50℃以上能被硅乙烯化合物定量取代，所以加成的時(shí)候，硅乙烯是和鉑絡(luò)合著的。反應(yīng)中，先是硅氫鍵分開(kāi)分別加到二價(jià)四位的鉑原子上把它氧化成四價(jià)六配位的，接著氫排加到乙烯基上把乙烯的配位轉(zhuǎn)變?yōu)殂K-碳配位，以后在新的乙烯基的作用下，此四價(jià)六配位的中間體消去 重新恢復(fù)二價(jià)四配位的狀態(tài)。

本發(fā)明雙組分鉑金觸媒硫化劑在使用過(guò)程中需注意不能接觸1)、含N、P、S等有機(jī)物；2)、Sn、Hg、As等離子化合物；3)、含炔烴及乙烯烴化合物。以免使Pt催化劑中毒而不固化或固化緩慢。而且某些有機(jī)顏料會(huì)導(dǎo)致固化緩慢或不固化，使用前需先測(cè)試。
權(quán)利要求
1.一種雙組分鉑金觸媒硫化劑，其特征在于，包括在使用時(shí)再予以混合調(diào)勻的A劑和B劑，其中，所述A劑為乙烯基生膠、氣相白碳黑及鉑金絡(luò)合物的混合物；B劑為乙烯基生膠、氣相白碳黑、端含氫硅油及抑制劑的混合物。
2.如權(quán)利要求1所述的雙組分鉑金觸媒硫化劑，其特征在于混合調(diào)制時(shí)所述A劑、B劑的質(zhì)量比為A劑∶B劑＝(0.8～1.0)∶(1.0～1.5)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的雙組分鉑金觸媒硫化劑，其特征在于所述A劑各成分的質(zhì)量份含量為乙烯基生膠20～40份、氣相白碳黑20份、鉑金絡(luò)合物40～60份。
4.如權(quán)利要求1或2所述的雙組分鉑金觸媒硫化劑，其特征在于所述B劑各成分的質(zhì)量份含量為乙烯基生膠30-40份、氣相白碳黑15份、端含氫硅油47～53份、抑制劑2～3份。
5.一種如權(quán)利要求1所述的雙組分鉑金觸媒硫化劑的制備方法，包括如下步驟A1、合成鉑金絡(luò)合物，將一定量的氯鉑酸的水溶液與乙烯雙封頭溶于無(wú)水乙醇中，加熱至120℃回流2～3小時(shí)，再加入碳酸氫鈉，然后在6.66KPa、45℃條件下蒸除無(wú)水乙醇和水份，過(guò)濾黑色固體物，即得到一種鉑的乙烯基硅氧烷配位絡(luò)合物；A2、混合制備A劑，將鉑金絡(luò)合物、氣相白碳黑與乙烯基生膠放入攪拌機(jī)中，升溫至100℃～120℃，真空～0.06mPa熱處理2小時(shí)，即得到A劑；B1、制備端含氫硅油，將D4、端含氫雙封頭、KF-99、酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂按比例投入反應(yīng)容器內(nèi)并控制在65℃～700℃下攪拌回流2～3小時(shí)，而后再升溫至115℃～120℃繼續(xù)攪拌聚合2～3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾所得液體再投入反應(yīng)容器中在120℃減壓脫除低分子得到分子式如下所示的端含氫硅油 B2、制備抑制劑，將一定量的甲基丁炔醇與甲基吡啶加入反應(yīng)容器內(nèi)，在N2保護(hù)下室溫?cái)嚢?，緩慢滴?CH3)2SiCl2，滴加過(guò)程中反應(yīng)加熱，溫度上升，滴完后在60℃繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)，然后過(guò)濾、水洗，將產(chǎn)物層移至反應(yīng)容器中經(jīng)硫酸鈉干燥，再過(guò)濾，蒸餾得到結(jié)構(gòu)式如下所示的抑制劑 B3、混合制備B劑，將合成的端含氫硅油、氣相白碳黑、乙烯基生膠、抑制劑投入攪拌機(jī)中升溫至100℃～120℃，真空～0.06mPa熱處理2～3小時(shí)，即得到B劑。
6.如權(quán)利要求5所述的一種雙組分鉑金觸媒硫化劑的制備方法，其特征在于所述A1步驟中，氯鉑酸的水溶液、乙烯雙封頭、無(wú)水乙醇、碳酸氫鈉的用量分別為1質(zhì)量份、16質(zhì)量份、35質(zhì)量份、10質(zhì)量份。
7.如權(quán)利要求5所述的一種雙組份鉑金觸媒硫化劑的制備方法，其特征在于所述B2步驟中，甲基丁炔醇、甲基吡啶的用量分別為200質(zhì)量份、145質(zhì)量份。
8.如權(quán)利要求5所述的一種雙組份鉑金觸媒硫化劑的制備方法，其特征在于A2、B3步驟中所采用的攪拌機(jī)為行星攪拌機(jī)。
9.如權(quán)利要求5所述的一種雙組份鉑金觸媒硫化劑的制備方法，其特征在于B1步驟中，酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂為全氟磺酸樹(shù)脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙組分鉑金觸媒硫化劑，包括在使用時(shí)再予以混合調(diào)勻的A劑和B劑。其中，A劑為乙烯基生膠、氣相白碳黑及鉑金絡(luò)合物的混合物；B劑為乙烯基生膠、氣相白碳黑、端含氫硅油及抑制劑的混合物?；旌险{(diào)制時(shí)A劑、B劑的質(zhì)量比為A劑∶B劑＝(0.8～1.0)∶(1.0～1.5)。本發(fā)明還提供這種雙組分鉑金觸媒硫化劑的制備方法。與傳統(tǒng)硫化劑相比，本發(fā)明雙組分鉑金觸媒硫化劑無(wú)需二次硫化和煮沸等工藝，省時(shí)省電，生產(chǎn)效率高且成本低；硫化時(shí)，硅橡膠發(fā)生加成反應(yīng)，分子間結(jié)合更好，產(chǎn)品具有無(wú)毒無(wú)味、彈性好、透明度好、揮發(fā)性低、硫化溫度低、生理惰性與生物相容性好等優(yōu)良性能，可廣泛用于醫(yī)療、食品衛(wèi)生、電子電氣等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08K3/36GK1903921SQ20061006203
公開(kāi)日2007年1月31日 申請(qǐng)日期2006年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月7日
發(fā)明者許永現(xiàn), 陳石剛, 丁小衛(wèi) 申請(qǐng)人:深圳市安品有機(jī)硅材料有限公司