一種凹土基mq有機矽樹脂的製備方法
2023-05-03 03:43:06 2
一種凹土基mq有機矽樹脂的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法，該樹脂先將凹土在鹼作用製備成纖維狀納米二氧化矽和水玻璃的混合物，然後在酸和M鏈節有機矽封端劑作用下，形成凹土基MQ有機矽樹脂的分散液，並經過後處理得到產品。該樹脂具有白炭黑和MQ有機矽樹脂的協同補強效果，且分散性較佳，比表面積大，耐熱性能好，成本低廉，可以在表面處理劑、補強材料、增粘劑、脫模劑、消泡劑、防粘劑、光亮劑、耐劃傷劑等領域得到廣泛的應用。
【專利說明】—種凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及有機娃樹脂的製備【技術領域】，尤其涉及一種凹土基MQ有機娃樹脂的製備方法。
【背景技術】
[0002]MQ有機矽樹脂是一類非常獨特的矽氧烷，是有四官能度矽氧烷縮聚鏈節(Q)與單官能度矽氧烷鏈節(M)構成的有機矽樹脂，其摩爾質量一般為1000~8000，分子結構中M鏈節與Q鏈節的量之比及結構決定樹脂的性質和應用範圍。MQ有機矽樹脂主要應用於以下領域:一是表面處理劑，如有機矽壓敏膠、手機按鍵膠、環氧類粘接劑表面粘接等；二是補強材料，應用在RTV膠、HTV膠、加成型液體矽橡膠、熱硫化橡膠、半導體元件的灌封膠等；三是增粘劑，用於密封膠和有機矽樹脂塗料；四是其他添加劑，如脫模劑、消泡劑、防粘劑、光亮劑、耐劃傷劑等。MQ有機矽樹脂的製法，按Q鏈節原料來源主要分為矽酸鈉(水玻璃)法和矽酸酯法，M鏈節來源主要為三甲基氯矽烷。水玻璃法工藝簡單、原料易得、成本低廉、易於製得低M/Q產品，得到了廣泛的關注。
[0003]凹土是凹凸棒土的簡稱，也稱凹凸棒石或坡縷石，是一種具有天然一維納米結構的富鎂鋁矽酸鹽黏土礦物，其單根纖維晶直徑在20nm左右，長度可達幾個微米，具有發達的比表面積，在我國儲量豐富，價格低廉。凹土在鹼作用下，可形成纖維狀納米二氧化矽和水玻璃的混合物，然後在酸和M鏈節有機矽封端劑的作用下，形成均勻包覆著纖維狀納米二氧化矽的MQ有機矽樹 脂(即凹土基MQ有機矽樹脂)分散液，並經過後處理得到凹土基MQ有機娃樹脂。目前,該方法未見文獻報導。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種具有纖維狀納米核殼結構、分散性能好、吸附性能佳、耐熱性能好、成本低廉的凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法。
[0005]本發明採取的技術方案是:
[0006]本發明的凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法的具體步驟如下:
[0007](I)纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物的製備:將凹土分散到鹼液中，在20-100°C下攪拌0.5-24h，製得纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物，其中鹼液的濃度為
0.5-20mol/L,凹土與鹼液的質量比為0.05-0.25: I ；
[0008](2)凹土基MQ有機矽樹脂分散液的製備:在不斷攪拌下，在濃鹽酸中加入步驟(1)製備的纖維狀納米二氧化娃與水玻璃混合物，調節pH值為0.5-5,水解l-60min,然後加入M鏈節有機矽封端劑的醇溶液，共水解l_120min，M鏈節有機矽封端劑與最初加入凹土的質量比為0.01-1: 1，共水解溫度控制在20-100°C，製得凹土基MQ有機矽樹脂分散液；
[0009](3)後處理:用萃取劑進行萃取，取上層油層，洗滌至中性後在60-120°C下乾燥，得到凹土基MQ有機娃樹脂。
[0010]步驟(1)中，鹼液為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。[0011]步驟(1)中，優選將凹土分散到鹼液中，在60°C下攪拌12h。
[0012]步驟(1)中，優選鹼液的濃度為10mol/L，凹土與鹼液的質量比為0.15: I。
[0013]步驟(2)中，M鏈節有機娃封端劑為甲基氣矽烷、苯基氣矽烷、乙烯基氣矽烷、氣基氣矽烷、苯基烷氧基矽烷、乙烯基烷氧基矽烷、甲基烷氧基矽烷、氣基烷氧基矽烷、氣基燒氧基矽烷、橫酸基烷氧基矽烷中的一種。醇溶液為甲醇、乙醇中的一種。
[0014]步驟⑵中，優選調節pH值為3。
[0015]步驟(2)中，優選水解30min，然後加入M鏈節有機矽封端劑的醇溶液，共水解90min，共水解溫度控制在70°C。
[0016]步驟(2)中，M鏈節有機矽封端劑與最初加入凹土的質量比優選為0.5: I。
[0017]10、如權利要求1所述的凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法，其特徵在於:步驟(3)中，萃取劑為苯、甲苯、二甲苯、矽油、二甲基矽油中的一種。
[0018]本發明的積極效果如下:
[0019]1、本發明具有以纖維狀納米二氧化矽為核、MQ有機矽樹脂為殼的納米結構，具有白炭黑和MQ有機矽樹脂的協同補強效果。
[0020]2、本發明具有的核殼納米結構，使其分散性較佳。
[0021 ] 3、本發明核 層中纖維狀納米二氧化矽經酸鹼活化，具有較高的比表面積，從而具有較大的表面能和較強的吸附性能。
[0022]4、本發明核層中纖維狀納米二氧化矽賦予了產品更高的耐熱性能；
[0023]5、本發明以低廉的凹土為原料，且核層為纖維狀納米二氧化矽，具有顯著的成本優勢。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是未添加凹土基MQ有機矽樹脂的掃描電鏡(SEM)圖。
[0025]圖2是本發明實施例3製備的凹土基MQ有機矽樹脂的掃描電鏡(SEM)圖。
【具體實施方式】
[0026]下面的實施例是對本發明的進一步詳細描述。
[0027]實施例1:
[0028]1、纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物的製備:將凹土分散到氫氧化鈉溶液中，在100°C下攪拌24h，製得纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物，其中氫氧化鈉溶液的濃度為20!1101/1，凹凸棒石與氫氧化鈉溶液的質量比為0.05: I ；
[0029]2、凹土基MQ有機矽樹脂分散液的製備:在不斷攪拌下，在濃鹽酸中加入纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物，調節pH值為0.5，水解lmin，然後加入六甲基二矽氧烷的乙醇溶液，共水解120min，六甲基二矽氧烷與最初加入凹土的質量比為1: 1，共水解溫度控制在100°C，製得凹土基MQ有機矽樹脂分散液；
[0030]3、後處理:用甲苯進行萃取，取上層油層，洗滌至中性後在120°C下乾燥，得到凹土基MQ有機娃樹脂。
[0031]實施例2:
[0032]1、纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物的製備:將凹土分散到氫氧化鉀溶液中，在20°C下攪拌0.5h，製得纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物，其中氫氧化鉀溶液的濃度為0.5mol/L，凹凸棒石與氫氧化鉀溶液的質量比為0.25:1 ;
[0033]2、凹土基MQ有機矽樹脂分散液的製備:在不斷攪拌下，在濃鹽酸中加入纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物，調節PH值為5，水解60min，然後加入三甲基氯矽烷的甲醇溶液，共水解lmin，三甲基氯矽烷與最初加入凹土的質量比為0.01: 1，共水解溫度控制在200C，製得凹土基MQ有機矽樹脂分散液；
[0034]3、後處理:用二甲苯進行萃取，取上層油層，洗滌至中性後在60°C下乾燥，得到凹土基MQ有機娃樹脂。
[0035]實施例3:
[0036]1、纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物的製備:將凹土分散到氫氧化鈉中，在80°C下攪拌4h，製得纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物，其中氫氧化鈉溶液的濃度為lOmol/L，凹凸棒石與鹼液的質量比為0.1: I ； [0037]2、凹土基MQ有機矽樹脂分散液的製備:在不斷攪拌下，在濃鹽酸中加入纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物，調節pH值為2，水解15min，然後加入Y-氨丙基三乙氧基矽烷的無水乙醇溶液，共水解60min，Y-氨丙基三乙氧基矽烷與最初加入凹土的質量比為
0.1: I，共水解溫度控制在80°C，製得凹土基MQ有機矽樹脂分散液；
[0038]3、後處理:用矽油進行萃取，取上層油層，洗滌至中性後在80°C下乾燥，得到凹土基MQ有機娃樹脂。
[0039]實施例4:
[0040]1、纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物的製備:將凹土分散到氫氧化鈉中，在90°C下攪拌4h，製得纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物，其中氫氧化鈉溶液的濃度為15mol/L，凹凸棒石與鹼液的質量比為0.2: I ；
[0041]2、凹土基MQ有機矽樹脂分散液的製備:在不斷攪拌下，在濃鹽酸中加入纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物，調節PH值為1，水解30min，然後加入乙烯基三甲氧基矽烷的無水乙醇溶液，共水解30min，乙烯基三甲氧基矽烷與最初加入凹土的質量比為0.25: 1，共水解溫度控制在60°C，製得凹土基MQ有機矽樹脂分散液；
[0042]3、後處理:用二甲基矽油進行萃取，取上層油層，洗滌至中性後在80°C下乾燥，得到凹土基MQ有機娃樹脂。
[0043]實施例5本發明的凹土基MQ有機矽樹脂的性能
[0044]實驗基本配方(份)如下:MVQ110-2，100 ;填料，50 ;Α-151，2.5 ;羥基矽油，4 ;雙二五，1.5。按上述順序依次加入雙輥開煉機中，混煉均勻取出膠料。經返煉均勻後薄通下片，壓模入25t平板硫化機，在170°C進行一段硫化lOmin，壓力為lOMpa，然後於烘箱內150°C保持lh，再升溫至200°C保持2h。然後把所得膠片在衝片機上裁成標準樣片，按照國家標準進行性能測試。
[0045]對比例1:水玻璃製備的MQ有機矽樹脂。即在實施例3中省去了步驟1，直接將纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物換為水玻璃，其他均與實施例3相同。
[0046]測試結果如表1所示:
[0047]表1性能檢測結果
[0048]
【權利要求】
1.一種凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法，其特徵在於:所述製備方法的具體步驟如下:(1)纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物的製備:將凹土分散到鹼液中，在20-100°C下攪拌0.5-24h，製得纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物，其中鹼液的濃度為0.5-20mol/L，凹土與鹼液的質量比為0.05-0.25: I ； (2)凹土基MQ有機矽樹脂分散液的製備:在不斷攪拌下，在濃鹽酸中加入步驟(1)製備的纖維狀納米二氧化矽與水玻璃混合物，調節PH值為0.5-5，水解l-60min，然後加入M鏈節有機娃封端劑的醇溶液，共水解l_120min, M鏈節有機娃封端劑與最初加入凹土的質量比為0.01-1: 1，共水解溫度控制在20-100°C，製得凹土基MQ有機矽樹脂分散液； (3)後處理:用萃取劑進行萃取，取上層油層，洗滌至中性後在60-120°C下乾燥，得到凹土基MQ有機矽樹脂。
2.如權利要求1所述的凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法，其特徵在於:步驟(1)中，鹼液為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種。
3.如權利要求1所述的凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法，其特徵在於:步驟(1)中，將凹土分散到鹼液中，在60°C下攪拌12h。
4.如權利要求1所 述的凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法，其特徵在於:步驟(1)中，鹼液的濃度為lOmol/L，凹土與鹼液的質量比為0.15: I。
5.如權利要求1所述的凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法，其特徵在於:步驟(2)中，M鏈節有機娃封端劑為甲基氣矽烷、苯基氣矽烷、乙烯基氣矽烷、氣基氣矽烷、苯基烷氧基娃燒、乙烯基烷氧基矽烷、甲基烷氧基矽烷、氣基烷氧基矽烷、氣基烷氧基矽烷、橫酸基烷氧基矽烷中的一種。
6.如權利要求1所述的凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法，其特徵在於:步驟(2)中，醇溶液為甲醇、乙醇中的一種。
7.如權利要求1所述的凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法，其特徵在於:步驟(2)中，調節pH值為3。
8.如權利要求1所述的凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法，其特徵在於:步驟(2)中，水解30min，然後加入M鏈節有機矽封端劑的醇溶液，共水解90min，共水解溫度控制在70°C。
9.如權利要求1所述的凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法，其特徵在於:步驟(2)中，M鏈節有機矽封端劑與最初加入凹土的質量比為0.5: I。
10.如權利要求1所述的凹土基MQ有機矽樹脂的製備方法，其特徵在於:步驟(3)中，萃取劑為苯、甲苯、二甲苯、矽油、二甲基矽油中的一種。
【文檔編號】C08G77/26GK103965478SQ201410196378
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】張雅莉, 尹振燕, 張國慶, 曾永斌, 張慶傑 申請人:張國慶