一種可溶性有機硅金屬絡合物及其制備方法和應用技術

本發明專利技術屬于有機金屬絡合物技術領域，具體涉及一種可溶性有機硅金屬絡合物及其制備方法和其在硅橡膠中的應用。該可溶性有機硅金屬絡合物的結構式如下：其中，R1為羧基、酯基、氨丙基、丙甲基磷酸酯、磷酸酯或硼酸酯；R為(CH2)8COOCH2；x=1~10；n=1~10；M為鐵、銅、鋯或鋁。該可溶性有機硅金屬絡合物不僅與硅橡膠相容性好，添加量低且不影響硅橡膠的透明性能，還能提高硅橡膠的耐高溫性能。該可溶性有機硅金屬絡合物的制備方法簡單，制備成本低，且產率高，產物純度高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于有機金屬絡合物
，具體涉及一種可溶性有機硅金屬絡合物及其制備方法和其在硅橡膠中的應用。
技術介紹
硅橡膠在空氣中耐熱溫度一般在250℃左右，在超過250℃情況下硅橡膠很快變脆而碎裂。一般情況下，可以通過添加金屬氧化物提高其耐熱性能，但是使用金屬氧化物存在三個問題：一是需要較大的添加量才能起到提高耐熱性能的效果；二是金屬化合物與硅橡膠的相容性不好，容易出現相分離；三是大量金屬氧化物的添加會影響硅橡膠的透明性能和模量，限制了硅橡膠的應用領域。因此，急需尋求一種能提高硅橡膠的耐高溫性能，同時與硅橡膠相容性好，且添加量低的添加劑以替代金屬氧化物。中國專利申請CN103275491A公開了一種硅橡膠耐熱添加劑，其由初產物、硅橡膠、烷氧基封端聚硅氧烷、含氫硅油和氣象白炭黑制成，其中該初產物由三（三甲基硅基）磷酸酯、三（三甲基硅基）硼酸酯或3-（三羥基硅基）丙甲基磷酸酯和醋酸酮按摩爾比2~3:1，在110~170℃，反應3~6小時制得。該硅橡膠耐熱添加劑與硅橡膠的相容性較好，也能提高硅橡膠的最高使用溫度，但該耐熱添加劑配方復雜，制作成本高，不利于推廣應用。
技術實現思路
為了克服現有技術的不足，本專利技術的目的在于提供一種可溶性有機硅金屬絡合物及其制備方法，該可溶性有機硅金屬絡合物不僅與硅橡膠相容性好，添加量低且不影響硅橡膠的透明性能，還能提高硅橡膠的耐高溫性能。該可溶性有機硅金屬絡合物的制備方法簡單，制備成本低，且產率高，產物純度高。為了實現上述目的，本專利技術的技術方案如下：一種可溶性有機硅金屬絡合物，其結構式如下：其中，R1為羧基、酯基、氨丙基、丙甲基磷酸酯、磷酸酯或硼酸酯；R為(CH2)8COOCH2；x=1~10；n=1~10；M為鐵、銅、鋯或鋁。相應的，所述可溶性有機硅金屬絡合物的制備方法包括以下步驟：S1、將有機硅前驅體反應物和溶劑一按照摩爾比為1~2:1加入到反應容器中，室溫攪拌20~30分鐘，得到有機硅前驅體反應物溶液；S2、將金屬鹽化合物和溶劑一按照摩爾比為1:2~3加入到反應容器中，室溫攪拌20~30分鐘，得到金屬鹽化合物溶液；S3、將所述金屬鹽化合物溶液滴加進入所述有機硅前驅體反應物溶液中，在通氮氣的條件下，40~60℃下攪拌8~10小時，停止反應，得到混合物；S4、將所述混合物在真空度3~8mmHg條件下進行減壓蒸餾1~2小時，脫除溶劑一，得到薄膜狀可溶性有機硅金屬絡合物的初產物；S5、將所述初產物溶解于溶劑二中，然后在真空度3~8mmHg條件下進行減壓蒸餾1~2小時，脫除溶劑二，得到可溶性有機硅金屬絡合物。進一步的，所述有機硅前驅體化合物為三（三甲基硅基）磷酸酯、三（三甲基硅基）硼酸酯、3-（三羥基硅基）丙甲基磷酸酯、羧基封端聚二甲基硅氧烷、酯基封端聚二甲基硅氧烷和氨丙基封端聚二甲基硅氧烷中的一種。進一步的，所述金屬鹽化合物為二茂鐵、乙酰丙酮鋯、醋酸銅和異丙醇鋁中的一種。進一步的，所述溶劑一為四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、丙酮、甲醇、乙醇、甲醚和乙醚中的一種。進一步的，所述溶劑二為氯仿、乙醚和丙酮中的一種。本專利技術可溶性有機硅金屬絡合物的制備方法在金屬鹽化合物上通過縮合反應接枝上有機硅基團，提高金屬絡合物在有機溶劑中的溶解性，增加其與硅橡膠之間的相容性，可以最小的添加量實現提高硅橡膠耐高溫性能的要求，并且不會影響硅橡膠的模量和透明性。另外，本專利技術還提供了所述可溶性有機硅金屬絡合物在硅橡膠中的應用。所述可溶性有機硅金屬絡合物的添加量為硅橡膠重量的0.1~0.8%。應用了所述可溶性有機硅金屬絡合物的硅橡膠，其透明性不受影響，同時具有優異的耐高溫特性，能夠長期在250~280℃的嚴苛環境下使用。因此，與現有技術相比，本專利技術的優勢在于：（1）本專利技術提供了一種新的可溶性有機硅金屬絡合物，其結構穩定，可應用于有機硅透明批覆膠、透明有機硅粘接灌封膠、LED封裝膠等硅橡膠中，不僅不影響硅橡膠的模量和透明性，還可提高硅橡膠的耐高溫性能，使硅橡膠能夠長期在超過250℃的嚴苛環境下使用。（2）本專利技術可溶性有機硅金屬絡合物的制備方法通過縮合反應合成一種與硅橡膠相容性好的可溶性有機硅金屬絡合物，并充分利用可溶性有機硅金屬絡合物與硅橡膠之間的相似相容的原理，可以極大的降低可溶性有機硅金屬絡合物在硅橡膠中的添加量，添加量少于1%，可降低硅橡膠生產成本；并且本專利技術制備方法的過程簡單，操作工藝可重復性好，制備成本低，且產率高，產物純度高。具體實施方式以下通過具體實施方式進一步描述本專利技術，但本專利技術不僅僅限于以下實施例。在本專利技術的范圍內或者在不脫離本專利技術的內容、精神和范圍內，對本專利技術進行適當改進、替換功效相同的組分，對于本領域技術人員來說是顯而易見的，它們都被視為包括在本專利技術的范圍之內。實施例1、本專利技術可溶性有機硅銅絡合物及其制備和應用制備方法：S1、將羧基封端聚二甲基硅氧烷和甲醇按照摩爾比為1:1加入到反應容器中，室溫攪拌20分鐘，得到羧基封端聚二甲基硅氧烷溶液；S2、將醋酸銅和甲醇按照摩爾比為1:2加入到反應容器中，室溫攪拌20分鐘，得到醋酸銅溶液；S3、將所述醋酸銅溶液滴加進入所述羧基封端聚二甲基硅氧烷溶液中，觀察溶液從藍色逐漸轉變成為藍綠色，在通氮氣的條件下，40℃下攪拌8小時，停止反應，得到混合物；S4、將所述混合物在真空度5mmHg條件下進行減壓蒸餾2小時，脫除甲醇，得到透明藍綠色的薄膜狀可溶性有機硅銅絡合物的初產物；S5、將所述初產物溶解于氯仿中，然后在真空度5mmHg條件下進行減壓蒸餾1小時，脫除氯仿，得到可溶性有機硅銅絡合物，產率為89%。上述制備方法制得的可溶性有機硅銅絡合物可以溶解于四氫呋喃、二甲基亞砜、乙酸乙酯、乙醚等溶劑。分析測試結果如下：傅里葉紅外光譜：1600cm-1，1545cm-1，1460cm-1，1745cm-1，1720cm-1，1425cm-1，1070cm-1，2980cm-1，2910cm-1等處出現特征峰。紫外可見光分光光譜：255nm，375nm，674nm等處出現銅離子特征峰，說明合成的產物是可溶性有機硅銅絡合物，其結構式如下：其中，R1為羧基；R為(CH2)8COOCH2；x=5；n=7；M為銅。耐高溫性能應用測試：將本實施例合成的可溶性有機硅銅絡合物添加0.5%于市售常見的有機硅透明批覆膠中，分散固化之后，其透光率與未加可溶性有機硅銅絡合物的空白樣品相比，測試值的變化<3%；使用高溫老化烘箱考察樣品和空白樣品的耐高溫性能，空白樣品經過280℃×100h熱空氣老化后，材料已經脆裂，而添加0.5%可溶性有機硅銅絡合物的有機硅透明批覆膠樣品經過280℃×100h熱空氣老化后沒有變硬和開裂，顯示出較好的耐高溫性能。實施例2、本專利技術可溶性有機硅鐵絡合物及其制備和應用制備方法：S1、將酯基封端聚二甲基硅氧烷和乙醚按照摩爾比為2:1加入到本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可溶性有機硅金屬絡合物，其特征在于，其結構式如下：其中，R1為羧基、酯基、氨丙基、丙甲基磷酸酯、磷酸酯或硼酸酯；R為(CH2)8COOCH2；x=1~10；n=1~10；M為鐵、銅、鋯或鋁。

【技術特征摘要】
1.一種可溶性有機硅金屬絡合物，其特征在于，其結構式如下：
其中，R1為羧基、酯基、氨丙基、丙甲基磷酸酯、磷酸酯或硼酸酯；R為(CH2)8COOCH2；x=1~10；n=1~10；M為鐵、銅、鋯或鋁。
2.一種制備如權利要求1所述可溶性有機硅金屬絡合物的方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1、將有機硅前驅體反應物和溶劑一按照摩爾比為1~2:1加入到反應容器中，室溫攪拌20~30分鐘，得到有機硅前驅體反應物溶液；
S2、將金屬鹽化合物和溶劑一按照摩爾比為1:2~3加入到反應容器中，室溫攪拌20~30分鐘，得到金屬鹽化合物溶液；
S3、將所述金屬鹽化合物溶液滴加進入所述有機硅前驅體反應物溶液中，在通氮氣的條件下，40~60℃下攪拌8~10小時，停止反應，得到混合物；
S4、將所述混合物在真空度3~8mmHg條件下進行減壓蒸餾1~2小時，脫除溶劑一，得到薄膜狀可溶性有機硅金屬絡合物的初產物；
S5、將所述初產物溶解...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳向榮，張利利，程憲濤，靳利敏，羅斌，
申請(專利權)人：肇慶皓明有機硅材料有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44