本发明涉及有机硅材料,具体涉及支化聚硅氧烷聚合物以及采用其制备高粘结低析油有机硅凝胶的方法。
背景技术:
1、有机硅材料是一种高性能的高分子材料,因其优异的耐热性、耐候性、电绝缘性、生物相容性等特性,被广泛应用于医疗、电子、建筑、汽车等领域。其中,硅凝胶是一种重要的有机硅材料,它具有良好的透光性、柔软性和弹性,常用于电子封装、医疗器械、伤口护理、隐形眼镜、密封材料等领域。
2、在医疗领域,由于硅凝胶表面柔软,生物相容性好及低过敏率的特点,在很多应用场景中可以做粘结剂使用。如医疗器械固定,皮肤护理,疤痕改善等等。然而,硅凝胶在做粘结使用过程中,往往会出现如下现象:在与物体粘结时,往往会出现粘结不牢,硅凝胶易从皮肤脱落;析油现象严重,污染伤口从而影响伤口的愈合;硅胶残余较多,出现大面积的转移。上述现象的出现,严重影响硅凝胶的性能和使用效果。
3、为解决上述硅凝胶存在的诸多问题,现有技术通常采用添加填料、改变硅凝胶的结构等方式。例如,通过添加二氧化硅纳米颗粒,可以提高硅凝胶的抗析油能力,但同时带来了新的问题,硅凝胶的透明度和柔软性受到影响,使其在某些应用中的性能受到影响;例如通过改变硅凝胶的分子结构,降低析油率。例如,通过添加含氢交联剂,可以与硅凝胶中的乙烯基发生硅氢加成反应,形成稳定的三维网络结构,从而提高硅凝胶的剥离强度。然而,随着含氢交联剂的增加硅凝胶的硬度和柔软性下降,影响其使用性能。最后,现有技术中的一些解决方案可能会增加硅凝胶的过敏率,使其在医疗领域的应用受到限制。
4、专利cn111918928a中,采用分子链末端在1个分子中具有3个以上的与硅原子结合的烯基的t型分支链状有机聚硅氧烷作为主剂,用含氢硅油作为交联剂制备的硅凝胶游离油率可以低于15%。但该专利所述的方法虽然能在一定程度上减少油的析出,但是松散的分支链状结构使的硅凝胶很难体现出粘结特性,硅凝胶与基材的粘接力较差,很难应用到医疗领域。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明的目的是提供一种支化聚硅氧烷聚合物,作为有机硅凝胶主剂,制得的有机硅凝胶在保持柔软性的同时具有一定的高剥离力。
2、本发明还提供采用其制备高粘结低析油有机硅凝胶的方法,制备工艺简单,降低生产成本。
3、本发明所述的支化聚硅氧烷聚合物,由以下原料反应制得:
4、a:具有单端羟基结构的线性聚硅氧烷;
5、b:具有三官能或者四官能的支化结构的聚硅氧烷;
6、c:羟基或者乙烯基封端的线性聚硅氧烷;所述a、b、c的摩尔比为(3-50):1:(0-3)。
7、所述a的结构通式为:r11r21ch3sio[sich3r21o]x1[si(ch3)2o]y1si(ch3)2oh;
8、所述r11为-vi、-ch3、-och3中的任意一种;r21为-ch3、-ph中的任意一种;x1,y1为10-1000的整数。
9、优选的,所述r11为-vi、-ch3中的任意一种,所述r21为-ch3;所述x1,y1为10-500的整数。
10、所述b的结构通式为:[[r12]nsio(4-n)/2]q[sich3r22o]x2[si(ch3)2r12o½]m1[si(ch3)2r22o½]m2[oh]s;
11、所述r12为-vi、-ch3、-och3中的任意一种;r22为-ch3、-ph中的任意一种;x2为0-100的整数,n为0或1的整数;m1、m2为0-100的整数;q、s为5-50的整数。
12、优选的,所述r12为-vi、-ch3中的任意一种,所述r22为-ch3;所述x2为0-50的整数,m1、m2为1-50的整数,q、s为5-30的整数。
13、所述c的结构通式为:r3(ch3)2sio[si(ch3)2o]x3si(ch3)2r3;
14、所述r3为-vi,-oh其中的任意一种,x3为50-1600的整数。
15、优选的,所述x3为100-600的整数。
16、所述支化聚硅氧烷聚合物的制备方法为:将a、b、c投入反应容器,升温,加入碱胶反应,再加入酸胶中和,即得。
17、本发明所述的采用支化聚硅氧烷聚合物制备高粘结低析油有机硅凝胶的方法,由以下原组分反应制得:
18、a:支化聚硅氧烷聚合物;
19、b:有机氢聚硅氧烷;
20、c:铂系催化剂;
21、d:抑制剂;
22、所述支化聚硅氧烷聚合物由于其结构不同,乙烯基含量也不同,因此,在与不同含氢量不同分子量有机氢聚硅氧烷交联固化时,保持其中乙烯基摩尔量与硅氢摩尔量的比值范围为si-vi:si-h=0.5-1.0,优选的si-vi:si-h=1:(0.7-0.9),根据实际情况进行调整。
23、所述铂系催化剂以铂元素含量计算,添加量为1-100ppm;
24、任何公知的铂基化合物(铂或含铂化合物)均可用作组分c,组分c的实例包括铂细粉、铂黑、氯铂酸、氯铂酸的醇改性产物、氯铂酸和二烯烃的络合物、铂-烯烃络合物、铂-羰基络合物例如氯铂酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物、氯铂酸-四乙烯基四甲基环四硅氧烷络合物等氯铂酸-烯基硅氧烷络合物、铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷络合物、铂-四乙烯基四甲基环四硅氧烷络合物等铂-烯基硅氧烷络合物、以及乙炔酸与氯铂酸的络合物,上述催化剂可以单独使用一种,也可以是两种或两种以上的混合物。优选的,铂-烯基硅氧烷络合物。
25、所述抑制剂的添加量为1-1000ppm。
26、所述高粘结低析油有机硅凝胶的制备方法,包括以下步骤:将a、b混合均匀,加入d混合均匀,再加入c混合均匀,即得高粘结低析油有机硅凝胶。
27、所述抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-乙炔基-3-醇或3,5-二甲基-1己炔基-3-醇中的一种或者多种的混合物。
28、与现有技术相比,本发明有益效果如下:
29、1、本发明将异端基线性聚硅氧烷与支化聚硅氧烷之间先通过活性羟基基团进行反应连接,形成独特的支化结构,然后通过与含氢交联剂在铂系催化剂作用下进行加成固化,形成的硅凝胶产品可以有效降低析油率。同时,该结构提高了硅油分子与基材和皮肤或者医用设备之间的粘合性,进而提高剥离强度,大大增强了硅凝胶在医疗领域的应用效果。
30、2、本发明未直接通过加入偶联剂、多聚硅树脂等交联组分提高内聚强度,从而导致硅凝胶硬度变大,在保持柔软性的同时具有一定的高剥离力,更适宜医用环境。
31、3、本发明的有机硅凝胶在提高析油率和剥离强度的同时,并没有添加其它可能导致过敏率增加的各种填料及助剂,在医疗领域的应用更加安全可靠。
1.一种支化聚硅氧烷聚合物,其特征在于,由以下原料反应制得:
2.根据权利要求1所述的支化聚硅氧烷聚合物,其特征在于,所述a的结构通式为:r11r21ch3sio[sich3r21o]x1[si(ch3)2o]y1si(ch3)2oh;
3.根据权利要求2所述的支化聚硅氧烷聚合物,其特征在于,所述r21为-ch3;所述x1,y1为10-500的整数。
4.根据权利要求1所述的支化聚硅氧烷聚合物,其特征在于,所述b的结构通式为:[[r12]nsio(4-n)/2]q[sich3r22o]x2[si(ch3)2r12o½]m1[si(ch3)2r22o½]m2[oh]s;
5.根据权利要求4所述的支化聚硅氧烷聚合物,其特征在于,所述r12为-vi、-ch3中的任意一种,所述r22为-ch3;所述x2为0-50的整数,m1、m2为1-50的整数,q、s为5-30的整数。
6.根据权利要求1所述的支化聚硅氧烷聚合物,其特征在于,所述c的结构通式为:r3(ch3)2sio[si(ch3)2o]x3si(ch3)2r3;
7.根据权利要求6所述的支化聚硅氧烷聚合物,其特征在于,所述x3为100-600的整数。
8.根据权利要求1所述的支化聚硅氧烷聚合物,其特征在于,所述支化聚硅氧烷聚合物的制备方法为:将a、b、c投入反应容器,升温,加入碱胶反应,再加入酸胶中和,即得。
9.一种采用权利要求1-8任一所述的支化聚硅氧烷聚合物制备高粘结低析油有机硅凝胶的方法,其特征在于,由以下原料反应制得:
10.根据权利要求9所述的制备高粘结低析油有机硅凝胶的方法,其特征在于,所述抑制剂为1-乙炔基-1-环己醇、2-甲基-3-丁炔基-2-醇、3-甲基-1-乙炔基-3-醇或3,5-二甲基-1己炔基-3-醇中的一种或者多种的混合物。
