一種官能化梯形聚倍半矽氧烷及其製備方法
2023-10-07 21:22:44
專利名稱：一種官能化梯形聚倍半矽氧烷及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種有機-無機雜化高分子材料技術，特別涉及一種含活性官能團的梯形聚倍半矽氧烷及其製備方法，屬於高分子材料技術領域。
背景技術：
梯形聚倍半矽氧烷是一種由三官能團的矽氧鏈節(T鏈節)組成的雙鏈狀結構的新型有機-無機雜化高分子材料，獨特的結構賦予其突出的綜合性能，包括良好的電絕緣性、 光學透明性、防水性和阻燃性，突出的耐熱、耐候、耐水與耐化學性能及高的硬度與機械強度等，因而在航空航天、國防軍事等多個尖端領域顯示出巨大的應用前景。由於梯形聚倍半矽氧烷側基的熱穩定性高於其它有機基團，現有的梯形聚倍半矽氧烷以聚甲基倍半矽氧烷和聚苯基倍半矽氧烷的綜合性能最為優異、應用潛力最大。梯形聚倍半矽氧烷的一個重要用途是用於新型高性能聚合物的合成與改性，因此，含活性官能團的梯形聚倍半矽氧烷的設計合成與製備就具有重要意義。在本發明作出之前，有關梯形聚甲基倍半矽氧烷和梯形聚苯基倍半矽氧烷的合成技術已見報導，可歸納為兩種，第一種是通過逐步偶聯合成的方法，如以聯氨對苯基三氯矽烷等單體進行預氨解得到偶聯二聚模板後，依次在酸性條件下水解、鹼性條件下縮合，脫除聯氨模板後得到高度有序梯形苯基聚倍半矽氧烷的技術已在文獻中公開(Zhong-xing Zhang, Jinkun Hao, etal. Chem Mater, 2008, 20, 1322-1330)。但是，該方法不適用於含活性官能團的梯形聚甲基/聚苯基倍半矽氧烷的合成，且合成工序繁瑣且費用昂貴。第二種方法是在酸性或鹼性催化劑存在的條件下，採用水解和縮合甲基/苯基三烷氧基矽烷或甲基/苯基三氯矽烷的方法來合成。如中國發明專利(CN 14M919)公開了通過含活性官能團的烷基三烷氧基矽烷和非官能團的烷基三烷氧基矽烷的水解與縮合製備了兩種官能化梯形聚倍半矽氧烷。然而，由於不同的烷基三甲氧基矽烷的水解與縮合速率的不同，進而導致難以得到含高梯形結構含量的梯形聚倍半矽氧烷；該文獻中還公開了利用含活性官能團的一氯矽烷對梯形聚倍半矽氧烷中殘餘的矽羥基進行部分封端，進而得到含活性官能團的梯形聚倍半矽氧烷。但是，這種方法所採用的封端單體種類少、來源窄、成本高，大多需要進口，並限制了含其它活性官能團(如氨丙基、巰丙基或甲基丙烯醯氧丙基等)的梯形聚倍半矽氧烷的製備， 同時，這種封端劑於封端過程中會產生大量的氯化氫氣體，往往導致封端反應不可控制且反應體系可能產生凝膠，反應生成的鹽酸會對設備造成腐蝕；此外，該方法採用水洗與蒸餾法對所得梯形聚倍半矽氧烷進行提純，顯然使其提純工藝變得繁瑣，同時不能有效地除去所得聚合物中的無規與低梯形結構含量的聚倍半矽氧烷及未反應的封端劑，因而不利於得到高梯形結構含量的梯形聚倍半矽氧烷。針對現有梯形聚甲基/苯基倍半矽氧烷的結構特性、合成方法及相關起始原料所存在的問題，提供一種單體來源廣、成本低、工藝易於控制的含活性官能團及高梯形結構含量的聚甲基/苯基倍半矽氧烷的製備方法，具有重要的應用價值和學術意義。
發明內容
為了克服現有技術存在的不足，本發明的目的在於提供一種原料單體來源廣、工藝易於控制、生產成本低的官能化梯形聚倍半矽氧烷及其製備方法。實現本發明目的所採用的技術方案是一種官能化梯形聚倍半矽氧烷，它的結構式為
式中，P為甲基或苯基氓和&為活性官能團，所述的活性官能團為氨丙基、N-2-氨乙基-3-氨丙基、巰丙基或甲基丙烯醯氧丙基，R1與&相同或不同；η為10 1000。—種製備上述官能化梯形聚倍半矽氧烷的方法，包括如下步驟
(1)在攪拌條件下，將矽烷溶解於有機溶劑中，再滴加由去離子水與酸性催化劑組成的混合溶液，在溫度為-15 15°C的條件下反應2 48小時，得到預聚物溶液；矽烷在有機溶劑中的濃度為0. 5 4mol/kg溶劑；酸性催化劑為鹽酸或硫酸，酸性催化劑與矽烷的摩爾比為0 0. 15 :1 ；去離子水與矽烷的摩爾比為3 :1 20 :1 ；
(2)將預聚物溶液靜置分層，對得到的油相體系水洗至pH為6 7，加入鹼性催化劑， 在溫度為40 120°C的條件下縮合反應3 20小時，得到聚合物有機溶液；所加入的鹼性催化劑為水洗後油相體系的2. 5 10wt% ；
(3)將聚合物有機溶液水洗至pH為6 7，加入催化劑A及帶活性官能團的烷氧基矽烷，在溫度為30 160°C的惰性氣氛條件下，反應0. 5 12小時，得到粗產物；所述的帶活性官能團的烷氧基矽烷，為帶氨丙基活性官能團的烷氧基矽烷、帶N-2-氨乙基-3-氨丙基活性官能團的烷氧基矽烷、帶巰丙基活性官能團的烷氧基矽烷或帶甲基丙烯醯氧丙基活性官能團的烷氧基矽烷中的一種，或它們的任意組合；所加入的催化劑A及帶活性官能團的烷氧基矽烷，與步驟(1)中的矽烷按摩爾比分別為0. 01 :1 0. 10 :1和0. 1 :1 3 :1 ；
(4)將粗產物加入到甲醇中，對沉澱物進行純化處理，得到官能化梯形聚倍半矽氧烷。上述技術方案中，所述的矽烷為苯基三甲氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、苯基三氯矽烷或甲基三氯矽烷。本發明所述的有機溶劑為甲苯、二甲苯或甲基異丁基甲酮。所述的鹼性催化劑為濃度為0. lmg/mL的氫氧化鉀或氫氧化鈉的甲醇溶液。所述的催化劑A為季銨鹽、氯化鋰、三乙醇胺、三苯基磷、乙醯丙酮鋁、苯甲酸鋁、 氫氧化鉀、氫氧化鈉、醋酸鉀、醋酸鈉、鈦酸酯或碳原子數為1 20的羧酸。所述的帶氨丙基活性官能團的烷氧基矽烷為3-氨丙基三甲氧基矽烷或Y-氨丙基三乙氧基矽烷。所述的帶N-2-氨乙基-3-氨丙基活性官能團的烷氧基矽烷為N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基矽烷。所述的帶巰丙基活性官能團的烷氧基矽烷為3-巰丙基三乙氧基矽烷或3-巰丙基三甲氧基矽烷。所述的帶甲基丙烯醯氧丙基活性官能團的烷氧基矽烷為3-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷。與現有技術相比，本發明取得的有益效果是
1、採用含活性官能團的烷基三甲氧基矽烷作為製備梯形聚倍半矽氧烷中封端反應的封端劑，能夠成功地在梯形聚倍半矽氧烷結構中引入各種活性有機官能基團。2、採用含活性官能團的烷基三甲氧基矽烷作為封端劑，可以簡便地通過沉澱法將未反應的封端劑及低梯形結構含量的聚倍半矽氧烷有效地分離出來，進而製備高梯形結構含量的梯形聚倍半矽氧烷，更適合於大規模生產和應用。
3、所製備的含有活性官能團梯形聚倍半矽氧烷具有高梯形結構含量，因而具有更突出的耐熱、介電、阻燃及力學性能。4、由於反應單體來源廣、價格便宜，且具有工藝易於控制，所得產物分離提純簡便及水解物不汙染設備等特點，因此，生產成本低廉。
圖1是本發明實施例提供的帶氨丙基活性基團的梯形聚苯基倍半矽氧的FIlR譜圖2是本發明實施例提供的帶氨丙基活性基團的梯形聚苯基倍半矽氧的XRD譜圖； 圖3是本發明實施例提供的帶氨丙基活性基團的梯形聚苯基倍半矽氧的fflSi-NMR譜圖。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明作進一步描述 實施例一
1、將5.40g的去離子水和0. 08g質量濃度為36. 5%的鹽酸溶液組成混合液，在攪拌和-15°C的溫度條件下，於0. 5小時內逐滴加入到由19. 80g的苯基三甲氧基矽烷與 200. OOg的甲苯組成的混合液中，滴加完畢後，在_15°C下反應2小時，得到預聚物溶液；
2、將預聚物溶液靜置分層，對油相體系水洗至pH=7；
3、在水洗後的油相體系中，加入適量的0.lmg/mL的氫氧化鉀的甲醇溶液(控制鹼性催化劑的用量為水洗後油相體系的2. 5wt%)，於40°C反應3小時，得到梯形聚倍半矽氧烷有機溶液；
4、將得到的梯形聚倍半矽氧烷有機溶液水洗至pH=7，加入0.08g醋酸鈉與2.21gY-氨丙基三乙氧基矽烷，於30°C的溫度條件和惰性氣氛下，反應0. 5小時，得到粗產物；將粗產物加入到IOOmL甲醇中沉澱，得到白色粉末；然後再將其溶解於四氫呋喃中，再用2倍濃縮液體積的甲醇沉澱，純化處理後，即得到帶氨丙基的梯形聚苯基倍半矽氧烷粉末。其結構式為
其中，P為苯基，隊和1 2為氨丙基。其重均分子量為13897 (η 55)，分子量分布為 1. 61。它的FT-IR, XRD，29Si匪R譜圖分別如圖1，2和3所示。參見附圖1，它是本實施例提供的帶氨丙基的梯形聚苯基倍半矽氧的FIlR譜圖； 圖2是本實施例提供的帶氨丙基的梯形聚苯基倍半矽氧的XRD譜圖；圖3是本實施例提供的帶氨丙基的梯形聚苯基倍半矽氧的fflSi-NMR譜圖。從圖1可以看出，本發明所合成的聚苯基倍半矽氧含有氨基與羥基；從圖2與3可以看出，本發明所合成的聚苯基倍半矽氧具有高梯形結構含量的梯形結構。實施例二
1、將36. OOg的去離子水和1. 25g質量濃度為36. 5%的鹽酸溶液組成混合液，在攪拌和 15°C條件下，於0. 5小時內逐滴加入到由24. OOg苯基三乙氧基矽烷與25. OOg 二甲苯組成的混合液中，滴加完畢後在15°C反應48小時，得到預聚物；
62、將預聚物溶液靜置分層後，對油相體系水洗至pH=7；
3、在水洗後的油相體系中，加入適量的0.lmg/mL的氫氧化鉀的甲醇溶液(控制鹼性催化劑的用量為水洗後油相體系的10wt%)，於120°C反應20小時，得到梯形聚倍半矽氧烷有機溶液；
4、將得到的梯形聚倍半矽氧烷有機溶液水洗至pH=7，加入3.3g乙醯丙酮鋁與 50. 80g Y -氨丙基三乙氧基矽烷，於160°C和惰性氣氛下，反應12小時，得到粗產物；將粗產物加入IOOmL甲醇中沉澱，得到白色粉末；然後再進行純化處理，其方法是將其溶解於四氫呋喃中，再用2倍濃縮液體積的甲醇沉澱；重複純化處理步驟10次，即得到帶氨丙基的梯形聚苯基倍半矽氧烷粉末。其重均分子量為2560 (η 10)，分子量分布為1.74。實施例三
1、將10.80g的去離子水和0. 17g的濃鹽酸溶液(質量濃度為36. 5%)組成混合液，在攪拌和_5°C溫度的條件下，於0. 5小時內逐滴加入到13. 60g甲基三甲氧基矽烷與100. OOg 二甲苯組成的混合液中，滴加完畢後在_5°C反應8小時，得到預聚物；
2、將預聚物溶液靜置分層後，對油相體系水洗至pH=7；
3、在水洗後的油相體系中加入適量的0.lmg/mL的氫氧化鉀的甲醇溶液(控制鹼性催化劑的用量為水洗後油相體系的5wt%)，於100°C反應8小時，得到梯形聚倍半矽氧烷有機溶液；
4、將得到的梯形聚倍半矽氧烷有機溶液水洗至pH=7，加入適當的0.Ilg氫氧化鉀與 74. 40g3-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷，於120°C和惰性氣氛下，反應6小時，得到粗產物；將粗產物加入IOOmL甲醇中沉澱，得到白色粉末；然後將其溶解於四氫呋喃中，再用 2倍濃縮液體積的甲醇沉澱，重複純化處理步驟3次，即得到帶甲基丙烯醯氧丙基的梯形聚苯基倍半矽氧烷粉末。其重均分子量為138000 (η 1000)，分子量分布為1. 56。實施例四
1、將12.80g的去離子水和0. 28g質量濃度為98. 5%的濃硫酸溶液組成的混合液，在攪拌和0°C溫度條件下，於0. 5小時內逐滴加入到由17. 83g甲基三乙氧基矽烷與150. OOg甲基異丁基甲酮組成的混合液中，滴加完畢後在0°C反應5小時，得到預聚物；
2、將預聚物溶液靜置分層後，將油相體系水洗至pH=7；
3、在水洗後的油相體系中加入適量的0.lmg/mL的氫氧化鉀的甲醇溶液(控制鹼性催化劑的用量為水洗後油相體系的5wt%)，於110°C反應6小時，得到梯形聚倍半矽氧烷有機溶液；
4、將得到的梯形聚倍半矽氧烷有機溶液水洗至pH=7，加入適當的0.49g醋酸鉀與 37. 23g3-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽烷，於140°C和惰性氣氛下，反應4小時，得到粗產物；將粗產物將其加入IOOmL甲醇中沉澱，得到白色粉末；然後再將其溶解於四氫呋喃中，再用2倍濃縮液體積的甲醇沉澱，重複純化處理步驟3次，即得到帶甲基丙烯醯氧基的梯形聚苯基倍半矽氧烷粉末。其重均分子量為35678 (n ^ 266)，分子量分布為1. 68。實施例五
1、在攪拌和5°C條件下，將14.80g的去離子水於0. 5小時內逐滴加入到17. 83g甲基三氯矽烷與150. OOg甲基異丁基甲酮組成的混合液中，在0°C反應20小時後得到預聚物；
2、將預聚物溶液靜置分層後，對油相體系水洗至pH=7；3、在得到的水洗後的油相體系中加入適量的0.lmg/mL的氫氧化鉀的甲醇溶液(控制鹼性催化劑的用量為水洗後油相體系的7. 5wt%)，於100°C反應16小時，得到梯形聚倍半矽氧烷有機溶液；
4、將得到的梯形聚倍半矽氧烷有機溶液水洗至pH=7，加入適當的0.08g氯化鋰與 38. 53g3-巰丙基三甲氧基矽燒，於100°C和惰性氣氛下，反應3小時，得到粗產物；將粗產物將其加入IOOmL甲醇中沉澱，得到白色粉末；然後再將其溶解於四氫呋喃中，再用2倍濃縮液體積的甲醇沉澱，重複純化處理步驟3次，即得到帶巰丙基的梯形聚苯基倍半矽氧烷粉末。其重均分子量為15670 (η 120)，分子量分布為1.86。實施例六
1、在攪拌與5°C條件下，將14.80g的去離子水於0.5小時內逐滴加入到由21. 16g苯基三氯矽烷與120. OOg甲基異丁基甲酮組成的混合液中，在0°C反應10小時後得到預聚物；
2、將預聚物溶液靜置分層後，對油相體系水洗至pH=7；
3、在水洗後的油相體系中加入適量的0.lmg/mL的氫氧化鉀的甲醇溶液(控制鹼性催化劑的用量為水洗後油相體系的7. 5wt%)，於90°C反應18小時，得到梯形聚倍半矽氧烷有機溶液；
4、將得到的梯形聚倍半矽氧烷有機溶液水洗至pH=7，加入適當的0.68g鈦酸酯與 17. 93g3-氨丙基三甲氧基矽燒，於110°C和惰性氣氛下，反應2小時，得到粗產物；將粗產物加入IOOmL甲醇中沉澱，得到白色粉末；然後再將其溶解於四氫呋喃中，再用2倍濃縮液體積的甲醇沉澱，重複純化處理步驟3次，即得到帶氨丙基的梯形聚苯基倍半矽氧烷粉末。其重均分子量為15455 (η 60)，分子量分布為1. 76。實施例七
1、在攪拌與5°C條件下，將14.80g的去離子水於0.5小時內逐滴加入到由21. 16g苯基三氯矽烷與120. OOg甲基異丁基甲酮組成的混合液中，在0°C反應10小時後得到預聚物；
2、將預聚物溶液靜置分層後，對油相體系水洗至pH=7；
3、在水洗後的油相體系中加入適量的0.lmg/mL的氫氧化鉀的甲醇溶液(控制鹼性催化劑的用量為水洗後油相體系的7. 5wt%)，於90°C反應18小時，得到梯形聚倍半矽氧烷有機溶液；
4、將得到的梯形聚倍半矽氧烷有機溶液水洗至pH=7，加入適當的0.68g鈦酸酯， 13. 45g3-巰丙基三甲氧基矽烷及17. 93g3-氨丙基三甲氧基矽烷，於110°C和惰性氣氛下， 反應2小時，得到粗產物；將粗產物加入IOOmL甲醇中沉澱，得到白色粉末；然後再將其溶解於四氫呋喃中，再用2倍濃縮液體積的甲醇沉澱，重複純化處理步驟3次，即得到帶巰丙基及氨丙基的梯形聚苯基倍半矽氧烷粉末。其重均分子量為134000 (η 520)，分子量分布為1. 96。實施例八
1、將36.OOg的去離子水和1. 25g的濃鹽酸溶液(質量濃度為36. 5%)組成的混合液，在攪拌和15°C條件下，於0. 5小時內逐滴加入到由24. OOg苯基三乙氧基矽烷與25. OOg 二甲苯組成的的混合液中，滴加完畢後在15°C反應48小時，得到預聚物；
2、將預聚物溶液靜置分層後，對油相體系水洗至pH=7；
3、在水洗後的油相體系中，加入適量的0.lmg/mL的氫氧化鉀的甲醇溶液(控制鹼性催化劑的用量為水洗後油相體系的10wt%)，於120°C反應20小時，得到梯形聚倍半矽氧烷有機溶液；
4、將得到的梯形聚倍半矽氧烷有機溶液水洗至pH=7，加入3. 3g的乙醯丙酮鋁與 66. 31g的3-氨丙基三乙氧基矽烷，於160°C和惰性氣氛下，反應12小時，得到粗產物；將粗產物加入IOOmL甲醇中沉澱，得到白色粉末；然後再將其溶解於四氫呋喃中，再用2倍濃縮液體積的甲醇沉澱，重複純化處理步驟10次，即得到帶氨丙基的梯形聚苯基倍半矽氧烷粉末。其重均分子量為89045 (η 350)，分子量分布為1. 55。實施例九
1、將10.80g的去離子水和0. 17g濃鹽酸溶液(質量濃度為36. 5%)組成的混合液，在攪拌和_5°C條件下，於0. 5小時內逐滴加入到由13. 60g的甲基三甲氧基矽烷與100. OOg的二甲苯組成的混合液中，滴加完畢後在_5°C反應8小時，得到預聚物；
2、將預聚物溶液靜置分層後，對油相體系水洗至pH=7；
3、在水洗後的油相體系中加入適量的0.lmg/mL的氫氧化鉀的甲醇溶液(控制鹼性催化劑的用量為水洗後油相體系的5wt%)，於100°C反應8小時，得到梯形聚倍半矽氧烷有機溶液；
4、將得到的梯形聚倍半矽氧烷有機溶液水洗至pH=7，加入適當的0.Ilg氫氧化鉀與 14. 80g3-氨丙基三乙氧基矽烷，於120°C和惰性氣氛下，反應6小時，得到粗產物；將粗產物加入IOOmL甲醇中沉澱，得到白色粉末；然後再將其溶解於四氫呋喃中，再用2倍濃縮液體積的甲醇沉澱，重複純化處理步驟3次，即得到帶氨丙基的梯形聚苯基倍半矽氧烷粉末。其重均分子量為76332 (η 570)，分子量分布為1. 75。實施例十
1、將12.80g的去離子水和0. 28g的濃硫酸溶液(質量濃度為98. 5%)組成的混合液，在攪拌和0°C條件下，於0. 5小時內逐滴加入到由17. 83g的甲基三乙氧基矽烷與150. OOg的甲基異丁基甲酮組成的混合液中，滴加完畢後在0°C反應5小時，得到預聚物；
2、將預聚物溶液靜置分層後，對油相體系水洗至pH=7；
3、在水洗後的油相體系中加入適量的0.lmg/mL的氫氧化鉀的甲醇溶液(控制鹼性催化劑的用量為水洗後油相體系的5wt%)，於110°C反應6小時，得到梯形聚倍半矽氧烷有機溶液；
4、將得到的梯形聚倍半矽氧烷有機溶液水洗至pH=7，加入0.49g的醋酸鉀與37. 23g的 3-氨丙基三乙氧基矽烷，於140°C和惰性氣氛下，反應4小時，得到粗產物；將粗產物將其加入IOOmL甲醇中沉澱，得到白色粉末；然後再將其溶解於四氫呋喃中，再用2倍濃縮液體積的甲醇沉澱，重複純化步驟3次，即得到帶氨丙基的梯形聚苯基倍半矽氧烷粉末。其重均分子量為M567 (n ^ 180)，分子量分布為1. 90。實施例i^一
1、將12.80g的去離子水和0. 28g濃硫酸溶液(質量濃度為98. 5%)組成的混合液，在攪拌和0°C條件下，於0. 5小時內逐滴加入到17. 83g甲基三乙氧基矽烷與150. OOg甲基異丁基甲酮組成的混合液中，滴加完畢後在0°C反應5小時，得到預聚物；
2、將預聚物溶液靜置分層後，對油相體系水洗至pH=7；
3、在水洗後的油相體系中加入適量的0.lmg/mL的氫氧化鉀的甲醇溶液(控制鹼性催
9化劑的用量為水洗後油相體系的5wt%)，於110°C反應6小時，得到梯形聚倍半矽氧烷有機溶液；
4、將得到的梯形聚倍半矽氧烷有機溶液水洗至pH=7，加入0.49g醋酸鉀與 43. 23gN-2-氨乙基-3-氨丙基活性官能團的烷氧基矽烷，於140°C和惰性氣氛下，反應4小時，得到粗產物；將粗產物將其加入IOOmL甲醇中沉澱，得到白色粉末；然後再將其溶解於四氫呋喃中，再用2倍濃縮液體積的甲醇沉澱，重複純化處理步驟3次，即得到帶N-2-氨乙基-3-氨丙基的梯形聚苯基倍半矽氧烷粉末。其重均分子量為25400(n ^ 190)，分子量分布為1. 82。
權利要求
1.一種官能化梯形聚倍半矽氧烷，其特徵在於它的結構式為
2.一種製備如權利要求1所述的官能化梯形聚倍半矽氧烷的方法，其特徵在於包括如下步驟(1)在攪拌條件下，將矽烷溶解於有機溶劑中，再滴加由去離子水與酸性催化劑組成的混合溶液，在溫度為-15 15°C的條件下反應2 48小時，得到預聚物溶液；矽烷在有機溶劑中的濃度為0. 5 4mol/kg溶劑；酸性催化劑為鹽酸或硫酸，酸性催化劑與矽烷的摩爾比為O 0. 15 1 ；去離子水與矽烷的摩爾比為3 :1 20 :1 ；(2)將預聚物溶液靜置分層，對得到的油相體系水洗至pH為6 7，加入鹼性催化劑， 在溫度為40 120°C的條件下縮合反應3 20小時，得到聚合物有機溶液；所加入的鹼性催化劑為水洗後油相體系的2. 5 10wt% ；(3)將聚合物有機溶液水洗至pH為6 7，加入催化劑A及帶活性官能團的烷氧基矽烷，在溫度為30 160°C的惰性氣氛條件下，反應0. 5 12小時，得到粗產物；所述的帶活性官能團的烷氧基矽烷，為帶氨丙基活性官能團的烷氧基矽烷、帶N-2-氨乙基-3-氨丙基活性官能團的烷氧基矽烷、帶巰丙基活性官能團的烷氧基矽烷或帶甲基丙烯醯氧丙基活性官能團的烷氧基矽烷中的一種，或它們的任意組合；所加入的催化劑A及帶活性官能團的烷氧基矽烷，與步驟(1)中的矽烷按摩爾比分別為0.01 :1 0. 10 :1和0. 1 :1 3 :1 ；(4)將粗產物加入到甲醇中，對沉澱物進行純化處理，得到官能化梯形聚倍半矽氧烷。
3.根據權利要求2所述的一種製備官能化梯形聚倍半矽氧烷的方法，其特徵在於所述的矽烷為苯基三甲氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、苯基三氯矽烷或甲基三氯矽烷。
4.根據權利要求2所述的一種製備官能化梯形聚倍半矽氧烷的方法，其特徵在於所述的有機溶劑為甲苯、二甲苯或甲基異丁基甲酮。
5.根據權利要求2所述的一種製備官能化梯形聚倍半矽氧烷的方法，其特徵在於所述的鹼性催化劑為濃度為0. lmg/mL的氫氧化鉀或氫氧化鈉的甲醇溶液。
6.根據權利要求2所述的一種製備官能化梯形聚倍半矽氧烷的方法，其特徵在於所述的催化劑A為季銨鹽、氯化鋰、三乙醇胺、三苯基磷、乙醯丙酮鋁、苯甲酸鋁、氫氧化鉀、氫氧化鈉、醋酸鉀、醋酸鈉、鈦酸酯或碳原子數為1 20的羧酸。
7.根據權利要求2所述的一種製備官能化梯形聚倍半矽氧烷的方法，其特徵在於所述的帶氨丙基活性官能團的烷氧基矽烷為3-氨丙基三甲氧基矽烷或Y-氨丙基三乙氧基娃焼。
8.根據權利要求2所述的一種製備官能化梯形聚倍半矽氧烷的方法，其特徵在於所述的帶N-2-氨乙基-3-氨丙基活性官能團的烷氧基矽烷為N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基娃焼。
9.根據權利要求2所述的一種製備官能化梯形聚倍半矽氧烷的方法，其特徵在於所述的帶巰丙基活性官能團的烷氧基矽烷為3-巰丙基三乙氧基矽烷或3-巰丙基三甲氧基矽焼。
10.根據權利要求2所述的一種製備官能化梯形聚倍半矽氧烷的方法，其特徵在於所述的帶甲基丙烯醯氧丙基活性官能團的烷氧基矽烷為3-(甲基丙烯醯氧)丙基三甲氧基矽焼。
全文摘要
本發明公開了一種官能化梯形聚倍半矽氧烷及其製備方法。將矽烷溶解於有機溶劑後，在-15～15℃下滴加去離子水溶液，反應2～48小時後得到預聚物；靜置分層後，對油相體系水洗至pH=6～7，加入鹼性催化劑，於40～120℃下縮合反應3～20小時；對得到的聚合物有機溶液水洗至pH=6～7，加入適當的催化劑與帶活性官能團的烷氧基矽烷，於30～160℃和惰性氣氛條件下，反應0.5～12小時後將其加入甲醇中,沉澱物經純化處理，得到一種官能團梯形聚倍半矽氧烷。本發明技術方案中，原料單體的來源廣、價格便宜，合成工藝易於控制，所得產物具有分離提純簡便、高梯形結構含量等特點，因此，生產成本低廉，易於大規模生產。
文檔編號C08G77/06GK102167831SQ20111005902
公開日2011年8月31日 申請日期2011年3月12日 優先權日2011年3月12日
發明者卓東賢, 梁國正, 胡江濤, 袁莉, 顧嬡娟 申請人:蘇州大學