一种缩合型耐热氟硅胶及其制备方法

本发明涉及耐高温领域，具体涉及一种缩合型耐热氟硅胶及其制备方法。

背景技术：

1、有机硅树脂是一类含无机si-o主链和有机侧基的交联型半无机聚合物，兼具有机材料和无机材料的双重特性，具有优异的耐热性、耐候性、电绝缘性和化学稳定性等性能，因此，有机硅树脂被视为有机碳基防护树脂的替代材料，可在传统防护树脂无法发挥作用的高温下长效服役。

2、在有机硅中引入氟元素，可提高材料的耐油性能，氟硅耐高温胶主要用于耐热、耐油、耐酸的橡胶制品制备。如密封件、胶管、胶垫等。产品可在250℃下长期使用，300℃下短期使用，它耐油性优于其它品种氣橡胶，可用于需耐油的场合的部件。如用作o形圈、v型密封圈、带金属骨架的油封皮碗、阀门密封垫等。这些密封材料可在200～250℃温度下长期工作和300℃短期工作。然而氟元素引入的同时，侧链引入c-c键，降低了氟硅胶的耐高温性能，通过优化分子设计及配方，是提高氟硅胶的耐高温性能的有效途径。

3、专利cn 114456605 a通过低分子量羟基氟硅油和三氟丙基甲基环硅氮烷等氟硅处理剂的使用，并以气相法白炭黑和沉淀法白炭黑复配的形式使其协同作用，再配合特定的交联剂和制备方法，制备了加成型液体氟硅橡胶。

4、氟硅胶与其他类似胶相比，其耐油、耐溶剂、耐化学药品性极其优良；而且氟硅胶在高温、低温、潮湿、油、溶剂、化学药品、臭氧等苛刻条件下的性能变化很小。本专利在分子设计上采用耐高温硅油为交联单体，协同耐热填充剂，构建耐高温氟硅胶。分子设计上，耐高温硅油中引入zr-o键，提高分子的断裂能，且在侧链引入苯酚基团，苯环可提高硅油的耐高温性能，羟基可进一步提高材料在高温下的交联密度，协同增强氟硅胶的耐高温性能。

技术实现思路

1、本发明的技术目的在于针对现有的氟硅胶的技术现状，提供一种缩合型氟硅胶，该氟硅胶材料具有较现有的氟硅胶更加优异的耐高温性能。

2、为实现本发明的目的，本发明实施提供了一种缩合型氟硅胶，通过如下重量份的原料混炼而成：

3、含氟羟基硅油100份，耐高温硅油10-100份，改性二氧化硅10～30份，交联剂1-10份，催化剂1～5份，耐热添加剂1～10份。

4、优选的，所述的含氟羟基硅油分子如式1：

5、

6、式1中，m＝1～10000，n＝0-10000，r为甲基或苯基。

7、优选的，所述的耐高温硅油分子如式2，硅油分子含有活性烷氧基，烷氧基的摩尔占比为1-30％；硅油分子主链中引入zr-o键，zr-o键的摩尔占比为1％-20％；硅油分子侧链含有苯酚基团，苯酚基团的摩尔占比为1％-10％。硅油分子的粘度为200～30000mpa.s(25℃)。

8、

9、优选的，采用kh550/560硅烷偶联剂对二氧化硅颗粒改性，提高二氧化硅与基体材料的相容性，得到改性二氧化硅。

10、优选的，交联剂采用硅酸四甲酯、硅酸四乙酯、硅酸丁酯、钛酸异丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丁酯的一种或组合。

11、优选的，所述的催化剂为环烷酸锌、月桂酸锌、月桂酸锡的一种或组合。

12、优选的，所述的耐热添加剂为氧化硼、氧化铈、氧化锆、氧化钼、氧化钨的一种或组合。

13、本发明还提供一种缩合型耐热氟硅胶的制备方法，该方法包括如下步骤：

14、步骤1、耐高温硅油的制备：

15、从滴液漏斗中将适量的二甲基二乙基硅氧烷、侧链含苯酚基三乙基硅氧烷、甲基三乙基硅氧烷及二甲苯逐滴加入混合溶液中进行水解聚合反应，控制反应温度35℃，滴加完毕后，保持35度，继续搅拌1小时，得到预聚物a；加入一定量的异丙醇锆，滴加完毕后，保持温度1h，分液得到有机相，旋干，提高温度至120度，反应1h，得到耐高温硅油；通过控制投料比，制得烷氧基的摩尔占比为1-30％；zr-o键的摩尔占比为1％-20％；苯酚基团的摩尔占比为1％-10％；

16、氟羟基硅油100份，耐高温硅油10-100份，改性二氧化硅10～30份，交联剂1-10份，催化剂1～5份，耐热添加剂1～10份；

17、步骤2、根据如下配方，硫化制备氟硅胶：

18、20000mpa.s含氟羟基硅油100份，步骤1制备的耐高温硅油10-100份，kh560改性二氧化硅10-30份，交联剂1-10份，催化剂1～5份，耐热添加剂1～10份。

19、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

20、(1)在分子设计上，耐高温硅油中引入zr-o键，提高分子的断裂能，且在侧链引入苯酚基团，苯酚上的苯环可提高硅油的耐高温性能，苯酚上的羟基可进一步提高材料在高温下的交联密度，协同增强氟硅胶的耐高温性能。耐高温硅油中烷氧基、zr-o及苯酚的不同摩尔占比对其耐高温性能具有不同的影响，通过优化的得到最佳占比，从而调节其耐高温性能。

21、(2)配方上添加了氧化硼、氧化铈、氧化锆、氧化钼、氧化钨等耐热纳米粒子，进一步提高了氟硅橡胶的耐热性能。

技术特征：

1.一种缩合型耐热氟硅胶，其特征在于，按重量份数计，包括以下组分：含氟羟基硅油100份，耐高温硅油10-100份，改性二氧化硅10～30份，交联剂1-10份，催化剂1～5份，耐热添加剂1～10份。

2.根据权利要求1所述的缩合型耐热氟硅胶，其特征在于，所述的含氟羟基硅油分子如式(1)：

3.根据权利要求1所述的缩合型耐热氟硅胶，其特征在于，所述的耐高温硅油分子如式(2)，硅油分子含有活性烷氧基，烷氧基的摩尔占比为1-30％；硅油分子主链中引入zr-o键，zr-o键的摩尔占比为1％-20％；硅油分子侧链含有苯酚基团，苯酚基团的摩尔占比为1％-10％；硅油分子的粘度为200～30000mpa.s(25℃)；

4.根据权利要求2或3所述的缩合型耐热氟硅胶，其特征在于，采用kh550/560硅烷偶联剂改性二氧化硅颗粒，提高二氧化硅与基体材料的相容性。

5.根据权利要求1所述的缩合型耐热氟硅胶，其特征在于，交联剂采用硅酸四甲酯、硅酸四乙酯、硅酸丁酯、钛酸异丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丁酯的一种或组合。

6.根据权利要求1所述的缩合型耐热氟硅胶，其特征在于，所述的催化剂为环烷酸锌、月桂酸锌、月桂酸锡的一种或组合。

7.根据权利要求1所述的缩合型耐热氟硅胶，其特征在于，所述的耐热添加剂为氧化硼、氧化铈、氧化锆、氧化钼、氧化钨的一种或组合。

8.一种缩合型耐热氟硅胶的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种缩合型耐热氟硅胶及其制备方法。本发明包括以下重量份的组分：含氟羟基硅油100份，耐高温硅油10‑100份，改性二氧化硅10～30份，交联剂1‑10份，催化剂1～5份，耐热添加剂1～10份。本发明结合了耐高温硅油及耐热添加剂，然后以高、低黏度复配的形式使三者协同作用，再结合侧基苯酚结构，作为交联点的同时，进一步提高材料的强度和耐热性能。本发明的氟硅胶具有优异的耐热、耐老化及耐油性能，可在250℃左右长期使用，使氟硅胶适应更严苛的使用环境。技术研发人员：孟凡栋,张庆华,曹政,王胜鹏,詹晓力,俞柯欣,冯一峻受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1