一種苯基四甲基二硅氧烷改性三元乙丙橡膠及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種苯基四甲基二硅氧烷改性三元乙丙橡膠及其制備方法。本發(fā)明以四甲基二硅氧烷為原料，通過(guò)自由基取代反應(yīng)和格氏反應(yīng)，得到封端劑苯基氫基四甲基二硅氧烷；再利用苯基氫基四甲基二硅氧烷與三元乙丙橡膠側(cè)鏈上的不飽和雙鍵進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)，可以將苯基四甲基二硅氧烷鍵合至橡膠大分子上，從而制備一種苯基四甲基二硅氧烷改性三元乙丙橡膠。得到的改性三元乙丙橡膠耐熱性改善，具有制備工藝簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求低，原材料易得，適合工業(yè)化放大生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種苯基四甲基二硅氧烷改性三元乙丙橡膠及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種有機(jī)硅改性橡膠，特別涉及一種苯基四甲基二硅氧烷改性三元乙 丙橡膠及其制備方法，屬于橡膠合成與改性【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著固體火箭技術(shù)的飛速發(fā)展，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)材料的燒蝕熱防護(hù)問(wèn)題已經(jīng)成為火箭 技術(shù)的關(guān)鍵問(wèn)題之一。固體推進(jìn)劑的燃燒溫度高達(dá)3000°C以上，加之高壓熱燃?xì)饬鞯臎_刷， 單一材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能承受，因此各國(guó)相繼開(kāi)拓發(fā)展了耐燒蝕高分子復(fù)合材料，即火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 內(nèi)絕熱層。
[0003] 獲得廣泛應(yīng)用的內(nèi)絕熱層為彈性體絕熱層，其主要組成成分是粘合劑和填料。其 中，粘合劑基體材料必須有足夠的伸長(zhǎng)率來(lái)承受壓力與熱循環(huán)應(yīng)變，在推進(jìn)劑燃燒時(shí)能夠 形成牢固穩(wěn)定的碳層，并且和推進(jìn)劑及襯層有良好的相容性?？梢杂米鹘^熱材料的粘合劑 有三元乙丙橡膠、丁腈橡膠、硅橡膠、磷腈橡膠等。其中，三元乙丙橡膠已經(jīng)成為當(dāng)前應(yīng)用廣 泛的一種絕熱層粘合劑基體。其優(yōu)點(diǎn)是密度小、比熱大、燒蝕率較低，但三元乙丙橡膠的主 鏈組成為碳鏈結(jié)構(gòu)，其耐熱性能和耐燒蝕性能比有機(jī)硅橡膠和磷腈橡膠等有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化 聚合物差。
[0004] 有機(jī)硅橡膠和磷腈橡膠等有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化聚合物作為粘合劑具有更加卓越的耐 高溫性能，國(guó)外許多沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)絕熱層用的就是有機(jī)硅橡膠。1986年，美國(guó)海軍聯(lián)合研宄 所Baldwin研制了一種高乙烯組分的硅橡膠隔熱材料，用于噴氣推進(jìn)系統(tǒng)的燃燒室，該材 料基體為含有高乙烯基含量的硅氧烷，固化系統(tǒng)為甲基含氫硅氧烷及氯鉑酸。該樣品的火 焰燒穿時(shí)間為192 s，而一般的室溫硫化硅橡膠燒穿時(shí)間僅為130 s。但是，硅橡膠作為粘 合劑使用的致命缺點(diǎn)便是粘接性能差。
[0005] 因此，將應(yīng)用廣泛、工藝成熟的三元乙丙橡膠與硅橡膠結(jié)合，發(fā)揮兩者優(yōu)勢(shì)，得到 粘接等應(yīng)用性能優(yōu)良、耐熱性能改善的改性橡膠，一直以來(lái)是絕熱層材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的熱 點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的三元乙丙橡膠存在的耐熱性能和耐燒蝕性能不足的缺點(diǎn)，提供 一種采用有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料改性三元乙丙橡膠及其制備方法。
[0007] 為達(dá)到本發(fā)明所述的發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案是提供一種苯基四甲基二硅氧烷 改性三元乙丙橡膠，其結(jié)構(gòu)式為：

【權(quán)利要求】
1. 一種苯基四甲基二硅氧烷改性三元乙丙橡膠，其特征在于它的結(jié)構(gòu)式為：
其中，m =1000 ?2200 ;n =300 ?500 ;p=1200 ?2000。
2. -種如權(quán)利要求1所述的苯基四甲基二硅氧烷改性三元乙丙橡膠的制備方法，其特 征在于包括如下步驟： (1) 苯基氫基四甲基二硅氧烷的合成 自由基取代反應(yīng)： 按重量計(jì)，將1份四甲基二硅氧烷、0. 10?0. 15份四氯化碳和0. 10?0. 15份自由基 引發(fā)劑加入到反應(yīng)器中，攪拌溶解，在溫度為50?90°C的條件下反應(yīng)；反應(yīng)停止后經(jīng)減壓 蒸餾處理除去未反應(yīng)的四甲基二硅氧烷與四氯化碳，蒸餾處理的條件為溫度40?80°C，真 空度0. 5?20mmHg，得到一氯氫基四甲基二硅氧烷； 格氏反應(yīng)： 按重量計(jì)，將2份溴苯和2?6份鎂肩加入到4?10份醚類(lèi)溶劑中，在溫度為35? 40°C的條件下，反應(yīng)生成格氏試劑苯基溴化鎂；經(jīng)冰水冷卻后，加入自由基取代反應(yīng)中得 到的一氯氫基四甲基二硅氧烷，在冰水冷卻條件下充分反應(yīng)，再自然升溫至室溫，繼續(xù)反應(yīng) 3?10小時(shí)后，用蒸餾水猝滅未反應(yīng)的格氏試劑，經(jīng)過(guò)濾、水洗，干燥，蒸餾除去醚類(lèi)溶劑， 得到產(chǎn)物苯基氫基四甲基二硅氧烷； (2) 硅氫加成改性三元乙丙橡膠 按重量計(jì)，將10份1，4-己二烯型三元乙丙橡膠溶解于50?100份芳香烴類(lèi)溶劑中， 再加入0. 001?0. 003份氯鉑酸和0. 5?2份苯基氫基四甲基二硅氧烷，在溫度為70? 140°C的條件下充分反應(yīng)；將反應(yīng)液冷卻至室溫后傾入到100?200份的丙酮中，析出無(wú)色 透明粘稠漿狀物，再經(jīng)過(guò)濾、室溫干燥，得到苯基四甲基二硅氧烷改性三元乙丙橡膠。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種苯基四甲基二硅氧烷改性三元乙丙橡膠的制備方法，其 特征在于：所述的自由基引發(fā)劑為過(guò)氧化二苯甲?；蚺嫉惗‰嬷械囊环N。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種苯基四甲基二硅氧烷改性三元乙丙橡膠的制備方法，其 特征在于：所述的醚類(lèi)溶劑為四氫呋喃或乙醚中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種苯基四甲基二硅氧烷改性三元乙丙橡膠的制備方法， 其特征在于：所述的芳香烴類(lèi)溶劑為甲苯、二甲苯中的一種，或它們按質(zhì)量比為1:1的混合 物。
【文檔編號(hào)】C08F210/06GK104497187SQ201410835498
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月29日
【發(fā)明者】袁艷華, 何德偉, 楊科, 臧雄, 李戰(zhàn)雄 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)