本發(fā)明涉及一種助劑及其制備方法,特別是涉及一種硅橡膠耐輻射助劑及其制備方法。
背景技術(shù):
硅橡膠具有突出的耐高低溫性能, 在-70℃~+260℃的溫度范圍內(nèi)保持良好的使用彈性,耐臭氧、耐天候老化,同時具有防水、阻燃、耐高溫、導(dǎo)電、耐油等優(yōu)良性能。但現(xiàn)有硅橡膠制品存在抗輻照性差,在高輻射環(huán)境下長期工作密封性能容易失效的缺點。隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的快速發(fā)展,核電站、紫外光照、 熱輻射等對硅橡膠的耐輻射性有了更高要求,提高其耐輻射性能已經(jīng)是硅橡膠發(fā)展所不能回避的問題。鑒于此類情況,為了增強硅橡膠的耐輻射性,已眾所周知的是,將含苯環(huán)的結(jié)構(gòu)物質(zhì),制成耐熱填料,加入硅橡膠中,但會降低硅橡膠的交聯(lián)效率,也就降低了其反應(yīng)活性。
中國專利CN 105802246A采用的甲基乙烯基三氟丙基硅橡膠與氫化丁腈橡膠復(fù)合,并添加陶瓷拋光廢渣、納米硫酸鋇等無機填料的方法提高硅橡膠的耐輻射性能。無機物與高聚物基體的相容性較差,會影響基體材料的固有性能。
中國專利CN 102964841A,選用苯撐硅橡膠和苯醚撐硅橡膠作為基體,再加入相應(yīng)導(dǎo)電炭黑,制成耐輻射型半導(dǎo)電硅橡膠屏蔽材料。雖然耐輻射性能較好,但耐熱性不夠,不能滿足現(xiàn)實需要。
由此,本發(fā)明從多苯基、羥基改性O(shè)VS(八乙烯基POSS,即八乙烯基籠型聚倍半硅氧烷)入手,提高耐熱助劑的性能,從而提高硅橡膠的耐輻射性能。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種硅橡膠耐輻射助劑及其制備方法,本發(fā)明通過同時引入羥基和四苯基苯基改性的OVS(八乙烯基POSS)作為耐輻射助劑,使硅橡膠能有較好的耐輻射性能,同時具有很高的分子活性,提高綜合力學(xué)性能。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種硅橡膠耐輻射助劑,所述助劑用四苯基苯基和羥基改性的OVS(八乙烯基poss)作為耐輻射助劑,結(jié)構(gòu)如下:
一種硅橡膠耐輻射助劑的制備方法,所述方法包括如下步驟:
(1)將 OVS、無水二氯甲烷加入到茄形燒瓶中, 室溫下攪拌,使混合均勻;在恒溫水浴中控溫為 ℃逐滴加入三氟甲磺酸,氮氣氛圍下攪拌4h,并逐漸恢復(fù)到室溫;所得溶液利用飽和碳酸鈉溶液洗滌3次以上,溶液由黃色變?yōu)闊o色,分液,利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到白色粉末。
(2)將(1)中得到的粉末直接加入濕丙酮中(V丙酮 :V水 =4:1), 室溫下攪拌24h,得到白色溶液,利用無水硫酸鎂干燥,利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),室溫下真空干燥得到產(chǎn)品;
(3)將四苯基環(huán)戊二烯酮的黑色粉末與羥基修飾的OVS和α-氯萘一起加入反應(yīng)瓶中,通N2,于2200C加熱回流5小時;待四苯基環(huán)戊二烯酮的紫色褪去,繼續(xù)回流5小時反應(yīng)結(jié)束,得到黃色透明液體,用石油醚分步沉淀,得到產(chǎn)物;
主反應(yīng)方程式如下:
。
本發(fā)明的優(yōu)點與效果是:
含苯基的硅橡膠的耐輻射性能明顯比甲基硅橡膠的耐輻射性能好,在經(jīng)過輻射后交聯(lián)密度和動態(tài)力學(xué)性能的變化很小。苯基能顯著減小交聯(lián)效率,并且其輻射保護效果隨著苯基濃度的增加而成指數(shù)增加。本發(fā)明通過同時引入羥基和四苯基苯基改性的OVS(八乙烯基POSS)作為耐輻射助劑,使硅橡膠能有較好的耐輻射性能,同時具有很高的分子活性,提高綜合力學(xué)性能。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。
實施例1
(1)將 1g OVS、10ml 無水二氯甲烷加入到 50ml 茄形燒瓶中, 室溫下攪拌,使混合均勻。在恒溫水浴中控溫為 0℃逐滴加入 1.58mmol 三氟甲磺酸,氮氣氛圍下攪拌4h,并逐漸恢復(fù)到室溫。所得溶液利用飽和碳酸鈉溶液洗滌3次以上,溶液由黃色變?yōu)闊o色,分液,利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到白色粉末。
(2)將(1)中得到的粉末直接加入20ml濕丙酮中(V丙酮 : V水 =4:1), 室溫下攪拌24h,得到白色溶液,利用無水硫酸鎂干燥,利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),室溫下真空干燥得到產(chǎn)品。
(3)將四苯基環(huán)戊二烯酮的黑色粉末稱取3.9g,將其與1g羥基修飾的OVS和50ml的α-氯萘一起加入反應(yīng)瓶中,通N2,于2200C加熱回流5小時。待四苯基環(huán)戊二烯酮的紫色褪去,繼續(xù)回流5小時反應(yīng)結(jié)束,得到黃色透明液體,用石油醚分步沉淀,得到產(chǎn)物。
實施例2
(1)將 1g OVS、10ml 無水二氯甲烷加入到 50ml 茄形燒瓶中, 室溫下攪拌,使混合均勻。在恒溫水浴中控溫為 0℃逐滴加入 1.58mmol 三氟甲磺酸,氮氣氛圍下攪拌4h,并逐漸恢復(fù)到室溫。所得溶液利用飽和碳酸鈉溶液洗滌3次以上,溶液由黃色變?yōu)闊o色,分液,利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到白色粉末。
(2)將(1)中得到的粉末直接加入20ml濕丙酮中(V丙酮 : V水 =4:1), 室溫下攪拌24h,得到白色溶液,利用無水硫酸鎂干燥,利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),室溫下真空干燥得到產(chǎn)品。
(3)將四苯基環(huán)戊二烯酮的黑色粉末稱取7.8g,將其與1g羥基修飾的OVS和50ml的α-氯萘一起加入反應(yīng)瓶中,通N2,于2200C加熱回流5小時。待四苯基環(huán)戊二烯酮的紫色褪去,繼續(xù)回流5小時反應(yīng)結(jié)束,得到黃色透明液體,用石油醚分步沉淀,得到產(chǎn)物。
苯環(huán)的輻射保護作用主要歸功于其共軛結(jié)構(gòu)中的大π鍵能夠分散所吸收的輻射能,使激發(fā)能在分子間或分子內(nèi)進行轉(zhuǎn)移,從而避免了鍵的斷裂。而羥基的引入可以提高POSS結(jié)構(gòu)的反應(yīng)活性。
以上所述,僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。