製備官能化低聚三氧化二矽烷的方法及其應用的製作方法

2023-12-03 05:35:01

專利名稱：製備官能化低聚三氧化二矽烷的方法及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及官能化低聚三氧化二矽烷(Silasequioxane)的製備方法和它們進一步衍生化的應用，還有催化劑合成及其初始化合物的應用，以及還有聚合物合成和改性的應用。
低聚三氧化二矽烷可以用於具有廣泛應用範圍的聚合物的合成和改性。由此得到的聚合物可以例如用於塗料和粘合劑中，用於聚合物模製品中、用於纖維或包裝材料中。由於從其結構考慮，可以以大量不同的方案來製備三氧化二矽烷，因此可由三氧化二矽烷製備的或可以其改性的聚合物的性質可以在廣泛範圍內受到影響。通過三氧化二矽烷的共混、接枝、加成、共聚或共縮聚，聚合物的許多熱學以及力學性能可以得到改善，這裡列舉比如各種模量、熱穩定性、對許多材料的粘結性、氧化穩定性、耐刮性以及抗拉強度。
鑑於其可能能作催化劑使用，因此近年來含金屬的三氧化二矽烷也獲得了越來越多的重視(Chem.Eur.J.2000，6，25-32)。Feher等人(J.Am.Chem.Soc.1989，111，1741-8)描述了結構1(X＝官能團或官能化基團，R＝烴基)的不同官能化低聚三氧化二矽烷的合成過程，而這種合成即是使結構式2的低聚三氧化二矽烷-三矽烷醇和官能化的三氯矽烷XSiCl3在胺存在下進行所謂的「Corner Capping」。在此過程中會非常不利地產生三倍化學計量的氯化銨作為三矽烷醇2與三氯矽烷XSiCl3縮合反應的副產品。另外，因為三氯矽烷易水解，所以反應必須在嚴格的無溼氣的環境下實施。由於這些化合物在很多情況下都相對較為昂貴，因此三氯矽烷的使用也是不利的。而可得到的近似的三烷氧基矽烷XSi(OR′)3則常常比三氯矽烷成本低廉一些。
Lichtenhan等人(US 5484867；Comments Inorg.Chem.1995，17，115-30；Macromolecules 1996，29，7302-4；Macromolecules 1995，28，8435-7)也描述了結構1的官能化的低聚三氧化二矽烷的合成，該合成過程即通過各三矽烷醇前體2與三氯矽烷結構單元XSiCl3在使用有胺-鹼的情況下進行Corner Capping而實現的，由此可以把矽烷醇-、矽烷-、丙烯醯基-、烯烴-、環氧-、滷素-、醇-、胺-、異氰酸酯-官能團經由官能基團X而引入低聚三氧化二矽烷分子中。
迄今為止文獻中公開的方法都比較不利地需要在使用有胺-鹼的情況下使用昂貴的三氯矽烷結構單元XSiCl3(Appl.Organomet.Chem.1999，13，213-26)，並必然要繼之以進行昂貴的對所產生的氯化銨鹽的分離過程。此外，以三氯矽烷進行操作還需要嚴格排除水分，因此同樣是很昂貴的。
因此本發明的目的是提供一種能普遍使用的有效方法，用於通過不完全縮合的三氧化二矽烷和烷氧基矽烷的反應來製備官能化低聚三氧化二矽烷。特別的，本發明方法的任務在於提供一種簡單有效的方法，用於通過結構2(X＝官能團或官能化基，R＝烴基)的三矽烷醇的CornerCapping來製備結構1的官能化低聚三氧化二矽烷，同時在該反應中不需要氯矽烷。
現已驚奇地發現官能化低聚三氧化二矽烷可以用一種簡單的方式，即通過不完全縮合的低聚三氧化二矽烷和烷氧基矽烷的反應製備。特別地，這裡結構1的官能化三氧化二矽烷可以這樣合成，即在鹼催化下使不完全縮合的結構2的官能化三氧化二矽烷與烷氧基矽烷單體XSi(OR′)3進行Corner Capping反應，其中，X是氫-，氧基-，羥基-，烷氧基-，羧基-，甲矽烷基-，甲矽烷氧基-，滷素-，環氧基-，酯-，氟烷基-、異氰酸酯-，丙烯酸酯-，甲基丙烯酸酯-，腈-，氨基-，膦基團，其中——倘若可能——這些基團X本身又可以進一步官能化，和/或取代的或未取代的烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-，炔基-，環炔基-，芳基-，雜芳基基團，其由氧-，羥基-，烷氧基-，羧基-，甲矽烷基-，甲矽烷氧基-，滷素-，環氧基-，酯-，氟烷基-，異氰酸酯-，丙烯酸酯-，甲基丙烯酸酯-，腈-，氨基-，膦基團進一步官能化。R是氫原子，取代或未取代的烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-，炔基-，環炔基-，芳基-，雜芳基基團或是完全或部分地表示X基團。R′是氫原子，取代的或未取代的烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-，炔基-，環炔基-，芳基-，雜芳基基團。
因此本發明的主題在於一種製備官能化低聚三氧化二矽烷的方法，其特徵在於將不完全縮合的低聚三氧化二矽烷和烷氧基矽烷反應。
同樣地，本發明的主題還在於如權利要求1至20所製備的官能化低聚三氧化二矽烷用於進一步衍生化的應用，以及用於催化劑和其起始化合物合成的應用，還有聚合物合成或改性的應用。
與包含氯矽烷作為試劑的公開文獻中的方法相比，本發明有如下好處，即使用以烷氧基矽烷的低成本的試劑，從而提高了官能化低聚三氧化二矽烷合成方法的經濟實用性。此外，在嚴格無水環境下的諸如分離和清除化學計量的氯化銨鹽的操作也同樣就幾乎是沒有必要的了，其中的氯化銨鹽是在至今常用的矽烷醇與氯矽烷，尤其是三氯矽烷XSiCl3，和胺的反應中形成的。通過避免大量的銨鹽，本發明的方法能夠避免為清除這些作為廢物的鹽所必須的昂貴費用。
因此，利用本發明的方法就能開創一種有效的新方法，其能用於通過不完全縮合的低聚三氧化二矽烷與烷氧基矽烷在鹼催化下的CornerCapping而製備官能化低聚三氧化二矽烷。提供一種有效的低成本的製備方法對於官能化低聚三氧化二矽烷是非常重要的，這是因為這些化合物不僅能被用於進一步衍生化，用於催化劑和它們的起始化合物的合成，而且能通過共聚，加成，接枝和共混而用於許多聚合物的合成和改性。
以下將例示性地描述本發明的方法，而不是由此對本方法作出限定。
用於製備官能化低聚三氧化二矽烷的本發明方法，其特徵在於將不完全縮合的低聚三氧化二矽烷和烷氧基矽烷進行反應。不完全縮合的低聚三氧化二矽烷和烷氧基矽烷的反應優選在鹼催化劑下進行。作為烷氧基矽烷，優選使用化學式XmSi(OR′)n的化合物，其中X是氫-，氧基-，羥基-，烷氧基-，羧基-，甲矽烷基-，甲矽烷氧基-，滷素-，環氧基-，酯-，氟烷基-，異氰酸酯-，丙烯酸酯-，甲基丙烯酸酯-，腈-，氨基-，膦基團，其中——倘若可能——這些基團X可以又是進一步官能化的，和/或取代的或未取代的烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-，炔基-，環炔基-，芳基-，雜芳基基團，其被氧基-，羥基-，烷氧基-，羧基-，甲矽烷基-，甲矽烷氧基-，滷素-，環氧基-，酯-，氟烷基-，異氰酸酯-，丙烯酸酯-，腈-，氨基-，膦基團官能化，R′可以是氫原子，取代的或未取代的烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-、炔基-，環炔基-，芳基-，雜芳基基團，其中基團R′可以是相同或不同的，並且m和n的取值為1至3前提條件是m和n之和為4。特別優選使用式XSi(OR′)3的烷氧基矽烷，尤其優選其中X不是滷素或羥基-、烷氧基-或甲矽氧基基團的那些。
本發明的方法特別適於製備結構1的官能化的低聚三氧化二矽烷 其是由作為反應物的結構2的不完全縮合的低聚三氧化二矽烷
在鹼催化劑下與烷氧基矽烷XmSi(OR′)n，優選XSi(OR′)3反應而得，其中X是氫-，氧基-，羥基-，烷氧基-，羧基-，甲矽氧基-，滷素-，環氧基-，酯-，氟烷基-，異氰酸酯-，丙烯酸酯-，甲基丙烯酸酯-，腈-，氨基-或膦基團，且——倘若可能——這些基團X可以又是進一步官能化的，和/或取代的或未被取代的烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-，炔基-，環炔基-，芳基-，雜芳基基團，其被氧基-，羥基-，烷氧基-，羧基-，甲矽烷基-，甲矽烷氧基-，滷素-，環氧基-，酯-，氟烷基-，異氰酸酯-，丙烯酸酯-，甲基丙烯酸酯-，腈-，氨基-，膦基團官能化，R是氫原子，取代的或未取代的烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-，炔基-，環炔基-，芳基-，雜芳基基團或者完全或部分地表示X基團，而R′可以是氫原子，取代的或未取代的烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-，炔基-，環炔基-，芳基-，雜芳基基團。
但是本發明用於官能化不完全縮合的低聚三氧化二矽烷的方法並不局限於具有結構2的底物，而是通常都可用於所有不完全縮合的低聚三氧化二矽烷與不同的且Si原子上具有一、二、三或四個烷氧基團的烷氧基矽烷進行的反應和由此進行的衍生化。通過本發明的反應所形成的官能化的低聚三氧化二矽烷不需要具有結構1，而可以是單官能化或多官能化的，且它們可以具有相同或不同的官能團X，它們可以是完全或不完全地縮合，並且它們還可以具有不飽和的羥基。作為具有不同於結構2的結構的不完全縮合三氧化二矽烷，可以使用例如二矽烷醇，四矽烷醇，具有不同於立方晶系T8結構單元的籠式結構的各種不完全縮合三氧化二矽烷，或者已經官能化的不完全縮合的三氧化二矽烷，它們全部可以通過本發明的方法獲得官能化，同時重又可以形成各種不同的結構。
為控制或加速反應，在鹼催化劑存在下進行反應是有利的。
作為鹼催化劑，至少優選使用選自如下組中的那些OH-，RO-，RCOO-，RNH-，RCONR-，R-，CO32-，PO43-，SO42-，NO3-，F-，NR3，R3NO，其中R可以是氫原子，取代的或未取代的烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-，炔基-，環炔基-，芳基-或雜芳基基團。特別優選使用KOH，NaOH，(C2H5)4NOH，C6H5CH2(CH3)3NOH，(CH3)4NOH和/或(C2H5)3N作為鹼催化劑。最為優選使用氫氧化銨，例如(C2H5)4NOH作為鹼催化劑。無論如何不應將列舉的這些實施例看作是對本發明的限定，因為可以使用任何的鹼催化劑。
優選本發明的方法如下進行，即在反應開始時反應溶液中不完全縮合的三氧化二矽烷與所用鹼之物質的量比是1000∶1至1∶1，優選100∶1至2∶1，特別優選20∶1至5∶1。
本發明的不完全縮合的低聚三氧化二矽烷與烷氧基矽烷的反應在溶液中進行是有利的。所用的溶劑既可以是極性溶劑也可以是非極性的溶劑。優選使用醇，酮，醛，醚，酸，酯，酐，鏈烷烴，芳族化合物以及腈，特別優選使用醇，醚，丙酮，乙腈，苯以及甲苯作為溶劑。最為優選使用THF，丙酮，甲醇以及乙醇，特別是THF作為溶劑。當然，也可以使用這些溶劑的混合物。
反應溶液中，不完全縮合的低聚三氧化二矽烷，特別是結構2的不完全縮合的三氧化二矽烷的濃度在本發明方法中，在反應之初優選為0.01mol/l至10mol/l，更優選0.1mol/l至2mol/l，尤其優選0.2mol/l到1mol/l。
在本發明方法中，比較有利的是在反應之初時烷氧基矽烷XmSi(OR′)n的濃度超過不完全縮合的低聚三氧化二矽烷的濃度。儘管烷氧基矽烷保持稍稍過量就已足夠了，但是也可以使用明顯過量的烷氧基矽烷XmSi(OR′)n。優選在反應之初，反應溶液中烷氧基矽烷的摩爾量過量，與不完全縮合的低聚三氧化二矽烷相比為最多100％，優選0.02至20％，更優選0.1到5％。
在本發明方法實施過程中，有利的是添加水到反應混合物中。然而有時溶劑中存在痕量的水也已足夠，或者反應或本發明的轉化過程在反應之初不需要水的存在即可進行。水與不完全縮合的低聚三氧化二矽烷的物質的量比在轉化之初為1000∶1至0.1∶1，優選為100∶1至0.5∶1，特別優選10∶1至1∶1。
本發明的方法可以例如在溫度為從-50℃至300℃，優選溫度0℃至200℃的條件下進行。特別優選反應在0℃至100℃的溫度下進行。也完全可以在本發明的轉化過程中變化溫度。因而，比如在反應末期，為了儘可能完全分離產品，降低溫度是有利的。
本發明所製備的官能化低聚三氧化二矽烷，特別是本發明所製備的結構1的官能化低聚三氧化二矽烷，例如可以用於進一步衍生化，用於催化劑以及它們的初始化合物的合成，以及用於聚合物的合成或改性。因此這些三氧化二矽烷有著寬廣的應用領域。
此外，按照本發明所製備的化學式1的官能化低聚三氧化二矽烷可以改善聚烯烴，無定形聚α烯烴，聚醯胺，共聚醯胺，聚醯胺化合物，聚酯，共聚酯，聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚氨酯，酚醛樹脂，環氧樹脂，聚矽氧烷，聚矽烷，橡膠，橡膠化合物，聚氯乙烯，氯乙烯共聚物，聚苯乙烯，苯乙烯共聚物，ABS聚合物以及烯烴的共聚物和三元共聚物中的粘附和結合性能，流變性和/或對於氣體和液體的阻隔作用。
按照本發明製備的分子式1的官能化低聚三氧化二矽烷同樣也可以用於塗料和印刷墨中以改善流變性，沉積性，使用性(Appliziereigenschaften)，以及油漆或印刷墨塗膜的表面特性。
由於一方面經由R基團可以使得三氧化二矽烷的物理性能，另一方面經由官能團X可以使得三氧化二矽烷的化學反應能力都產生變化，因此就可以實現對所有常用的聚合物進行改性。由官能化低聚三氧化二矽烷而對聚合物的改性可以通過共混，接枝，加成(Aufpfropfen)，共聚和共縮聚的方式進行。在此情況下，由本發明方法所引入的官能團X就可以實現通過接枝，加成，共聚和共縮聚而將低聚三氧化二矽烷化學固定到聚合物上。
使用合適的低聚三氧化二矽烷所進行的改性，可以對許多聚合物的流變性質，粘附和結合性能及對於氣體和液體的阻隔作用施加有利的影響。這樣的有機聚合物，例如聚烯烴，聚醚，聚酯，聚碳酸酯，聚醯胺，聚氨酯，聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚矽氧烷，聚矽烷，酚醛樹脂，環氧樹脂，聚氯乙烯和氯乙烯共聚物，聚苯乙烯和苯乙烯共聚物，ABS聚合物和橡膠可以通過與官能化低聚三氧化二矽烷的共混，接枝，加成，共聚和共縮聚而改性。官能化低聚三氧化二矽烷也可以用於聚合物表面的改性，其物理固定或藉助於官能團X而化學固定到聚合物表面上。所得的聚合物可以例如以塗料，漆，注塑或擠出的成型件，壓延薄膜，潤滑劑，粘合劑，化妝品，藥物，纖維，玻璃纖維或包裝材料的方式來應用。此外，它們也能夠被用作生物活性和殺菌類的產品，用於電子材料，用在航空領域並用於製備醫學假體。
將按照本發明製備的官能化低聚三氧化二矽烷用於聚合物改性是有益的，這是因為在所得的聚合物中，其升高了玻璃化轉變溫度和分解溫度，並由此也提高了使用溫度，增加抗拉強度、衝擊韌性、耐刮性以及機械硬度，降低了密度，減小了導熱能力和熱膨脹係數以及介電常數和粘度，改變了表面張力和附著力，降低了可燃性、易燃性和放熱性，提高了O2-滲透性、氧化穩定性和耐腐蝕性，簡化加工過程並限制了收縮過程。
根據本發明的方法可獲得的官能化低聚三氧化二矽烷可以以通常的方法來進一步衍生化，並且也可用作催化劑的起始化合物。在此情況下，它們可以通過與金屬化合物的反應而形成均相和多相的催化劑，其可以用於氧化反應，置換反應，C-C鍵偶合反應，低聚反應，聚合反應，加成反應，還原反應，消除反應，重排反應。這裡優選的是與包括鑭系元素和錒系元素在內的副族和第3和第4主族的金屬化合物的反應。
以下實施例應視作是對本發明的進一步闡述，而非對其保護範圍的限制。
實施例1(異丁基)7Si7O9(OH)3與3-氯丙基三甲氧基矽烷的反應在20℃下將2.4ml(13.2mmol)的3-氯丙基三甲氧基矽烷加到含10.0g(12.6mmol)(異丁基)7Si7O9(OH)3的20mlTHF溶液中。接著添加0.5ml Et4NOH(35％水溶液，1.2mmol鹼，18mmol水)後，將混合物攪拌過夜。得到的白色懸浮液與100毫升MeOH混合。過濾後，將濾渣用50毫升的丙酮洗兩次。這就獲得了6.0g(60％產率)的3，其為白色粉末。
實施例2(異丁基)7Si7O9(OH)3與乙烯基三甲氧基矽烷的反應在20℃下將2.0ml(13.1mmol)的乙烯基三甲氧基矽烷加到含10.0g(12.6mmol)(異丁基)7Si7O9(OH)3的20ml THF溶液中。接著添加0.5mlEt4NOH(35％水溶液，1.2mmol鹼，18mmol水)後，將混合物攪拌過夜。得到的渾濁溶液與200毫升MeOH混合。過濾後，將濾渣用30毫升的丙酮洗滌。這就獲得了6.1g(60％產率)的4，其為白色粉末。
R＝i-丁基實施例3(異丁基)7Si7O9(OH)3與3-氨丙基三乙氧基矽烷的反應在20℃下將3.0ml(12.8mmol)的3-氨丙基三乙氧基矽烷加到含10.0g(12.6mmol)(異丁基)7Si7O9(OH)3的20ml THF溶液中。接著添加0.5ml Et4NOH(35％水溶液，1.2mmol鹼，18mmol水)後，將混合物攪拌過夜。清液接著與200ml MeOH混合。過濾後獲得3.1g(30％產率)的5，其為一種白色粉末。
實施例4(異丁基)7Si7O9(OH)3與N-[3-(三甲氧基矽烷)丙基]-乙二胺的反應在20℃下將2.8ml(12.8mmol)的N-[3-(三甲氧基矽烷)丙基]-乙二胺加到含10.0g(12.6mmol)(異丁基)7Si7O9(OH)3的20ml THF溶液中。接著添加0.5ml Et4NOH(35％水溶液，1.2mmol鹼，18mmol水)後，將混合物攪拌過夜。清液接著與200ml MeOH混合。接著輕微渾濁的溶液與100ml乙腈相混合。過濾後獲得0.7g(7％產率)的6，其為一種白色粉末。
實施例5(異丁基)7Si7O9(OH)3與3-(三甲氧基矽烷)丙基-甲基丙烯酸酯的反應在20℃下將3.0ml(12.6mmol)的3-(三甲氧基矽烷)丙基-甲基丙烯酸酯加到含10.0g(12.6mmol)(異丁基)7Si7O9(OH)3的20ml THF溶液中。再添加0.5毫升Et4NOH(35％的水溶液，1.2mmol鹼，18mmol水)後，將混合物攪拌過夜。接著清液與200ml的MeOH混合。過濾後將殘餘固體用30ml的丙酮洗滌。這樣就獲得4.0g(70％產率)的7，其為一種白色粉末。
實施例6(異丁基)7Si7O9(OH)3與異丁基三甲氧基矽烷的反應在20℃下將2.5ml的異丁基三甲氧基矽烷加到含10.0g(12.6mmol)(異丁基)7Si7O9(OH)3的20ml THF溶液中。接著添加0.5ml Et4NOH(35％水溶液，1.2mmol鹼，18mmol水)後，將混合物攪拌過夜。接著產生的輕微渾濁的溶液與200ml的MeOH混合。過濾後將殘餘固體用30ml的丙酮洗滌。這樣就獲得了4.0g(40％產率)的8，其為一種白色粉末。
R＝i-丁基
權利要求
1.一種製備官能化低聚三氧化二矽烷的方法，其特徵在於不完全縮合的低聚三氧化二矽烷和烷氧基矽烷反應。
2.權利要求1所述的方法，其特徵在於不完全縮合的低聚三氧化二矽烷和烷氧基矽烷的反應在鹼催化下進行。
3.權利要求1或2所述的方法，其特徵在於使用式XmSi(OR′)n的化合物作為烷氧基矽烷，其中X是氫-，氧基-，羥基-，烷氧基-，羧基-，甲矽烷基-，甲矽烷氧基-，滷素-，環氧基-，酯-，氟烷基-，異氰酸酯-，丙烯酸酯-，甲基丙烯酸酯-，腈-，氨基-，膦基團，其中——倘若可能——這些基團X可以又是進一步官能化的，和/或取代的或未取代的烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-，炔基-，環炔基-，芳基-，雜芳基基團，其被氧基-，羥基-，烷氧基-，羧基-，甲矽烷基-，甲矽烷氧基-，滷素-，環氧基-，酯-，氟烷基-，異氰酸酯-，丙烯酸酯-，甲基丙烯酸酯-，腈-，氨基-，膦基團官能化，R′是氫原子，取代的或未取代的烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-、炔基-，環炔基-，芳基-，雜芳基基團，並且m和n的取值為1至3，其前提條件是m和n之和為4。
4.權利要求1至3中至少一項所述的方法，其特徵在於結構1的官能化低聚三氧化二矽烷 是由結構2的不完全縮合的低聚三氧化二矽烷 在鹼催化劑下與烷氧基矽烷XSi(OR′)3反應而得的，其中X是氫-，氧基-，羥基-，烷氧基-，羧基-，甲矽烷基-，甲矽氧基-，滷素-，環氧基-，酯-，氟烷基-，異氰酸酯-，丙烯酸酯-，甲基丙烯酸酯-，腈-，氨基-或膦基團，且——倘若可能——這些基團X可以又是進一步官能化的，和/或取代的或未被取代烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-，炔基-，環炔基-，芳基-，雜芳基基團，其被氧基-，羥基-，烷氧基-，羧基-，甲矽烷基-，甲矽烷氧基-，滷素-，環氧基-，酯-，氟烷基-，異氰酸酯-，丙烯酸酯-，甲基丙烯酸酯-，腈-，氨基-，膦基團官能化，R可以是氫原子，取代的或未取代的烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-，炔基-，環炔基-，芳基-，雜芳基基團或者完全或部分地表示X基團，而R′可以是氫原子，取代的或未取代的烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-，炔基-，環炔基-，芳基-，雜芳基基團。
5.權利要求1至4中至少一項所述的方法，其特徵在於作為鹼催化劑，使用選自包含OH-，RO-，RCOO-，RNH-，RCONR-，R-，CO32-，PO43-，SO42-，NO3-，F-，NR3和R3NO的組中的至少一種，其中R可以是氫原子，取代的或未取代的烷基-，環烷基-，鏈烯基-，環烯基-，炔基-，環炔基-，芳基-或雜芳基基團。
6.權利要求5所述的方法，其特徵在於使用KOH，NaOH，(C2H5)4NOH，C6H5CH2(CH3)3NOH，(CH3)4NOH和/或(C2H5)3N作為鹼催化劑。
7.權利要求6所述的方法，其特徵在於使用(C2H5)4NOH作為鹼催化劑。
8.權利要求1至7中任何一項權利要求的方法，其特徵在於不完全縮合的低聚三氧化二矽烷與烷氧基矽烷的反應在溶液中進行。
9.如權利要求8所述的方法，其特徵在於作為溶劑使用的不含滷素的體系選自醇，酮，醛，醚，酸，酯，酐，鏈烷，芳族化合物以及腈或其混合物。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於使用THF，丙酮，甲醇和乙醇或這些溶劑的混合物作為溶劑。
11.如權利要求10所述的方法，其特徵在於使用THF作溶劑。
12.如權利要求8至11中至少一項所述的方法，其特徵在於不完全縮合的低聚三氧化二矽烷在反應溶液中的濃度在反應之初為0.01mol/l至10mol/l。
13.如權利要求12所述的方法，其特徵在於不完全縮合的低聚三氧化二矽烷在反應溶液中的濃度在反應之初為0.2mol/l至lmol/l。
14.如權利要求1-13中至少一項所述的方法，其特徵在於不完全縮合的低聚三氧化二矽烷與鹼催化劑的物質的量比是1000∶1至1∶1。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於不完全縮合的低聚三氧化二矽烷與鹼催化劑的物質的量比是20∶1到5∶1。
16.如權利要求1至15中至少一項所述的方法，其特徵在於反應是在水存在下進行的。
17.如權利要求16所述的方法，其特徵在於水與不完全縮合的低聚三氧化二矽烷的物質的量比在反應之初是1000∶1到0.1∶1。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於所用的水與不完全縮合的低聚三氧化二矽烷的物質的量比是10∶1到1∶1。
19.如權利要求1至18中至少一項所述的方法，其特徵在於官能化低聚三氧化二矽烷的製備是在-50℃至300℃的溫度下進行的。
20.如權利要求19所述的方法，其特徵在於官能化低聚三氧化二矽烷的製備是在0℃至100℃的溫度下進行的。
21.如權利要求1至20所述方法製備的官能化低聚三氧化二矽烷在進一步衍生化，催化劑和其原料化合物的合成以及聚合物合成和/或改性中的應用。
22.如權利要求4至20所述方法製備的式1的官能化低聚三氧化二矽烷在進一步衍生化，催化劑和其原料化合物的合成以及聚合物合成和/或改性中的應用。
23.如權利要求4至20所述方法製備的式1的官能化低聚三氧化二矽烷的應用，其用於改善聚烯烴，無定形聚α烯烴，聚醯胺，共聚醯胺，聚醯胺化合物，聚酯，共聚酯，聚丙烯酸酯，聚甲基丙烯酸酯，聚碳酸酯，聚氨酯，酚醛樹脂，環氧樹脂，聚矽氧烷，聚矽烷，橡膠，橡膠化合物，聚氯乙烯，氯乙烯共聚物，聚苯乙烯，苯乙烯共聚物，ABS聚合物和烯烴的共聚物和三元共聚物中的粘附和結合性能，流變性質和/或對於氣體和液體的屏障效應。
24.如權利要求4至20所述方法製備的式1的官能化低聚三氧化二矽烷的應用，其可以應用在塗料和印刷墨中，用以改善流變性，沉澱性，使用性以及油漆或印刷墨塗膜的表面性質。
全文摘要
本發明涉及一種通過部分縮合的低聚三氧化二矽烷與烷氧基矽烷反應製備官能化低聚三氧化二矽烷的方法，及它們進一步衍生化的應用，催化劑和其原料化合物合成的應用和聚合物合成和改性的應用。
文檔編號C07F7/08GK1589274SQ02822848
公開日2005年3月2日 申請日期2002年11月13日 優先權日2001年11月17日
發明者C·約斯特, A·屈恩勒, H·C·L·阿本惠斯 申請人:克雷維斯技術及創新股份有限公司