二氧雜硼烷共聚物及其應用的製作方法
2023-05-29 01:57:06 1
二氧雜硼烷共聚物及其應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種聚合物，所述共聚物包含第一單體和第二單體的聚合產物，所述第二單體由(R1O)(R2O)B-L-X1-PG2表示，其中，L不存在或者是亞烷基、亞烯基或亞芳基，其中所述亞烷基和亞烯基可選地插入有一個或多個氧或硫原子；X1不存在或者是氨基、氧基、硫基或膦基；PG2是可聚合基團；R1和R2獨立地是H、烷基、烯基、芳基、C(O)R3、C(O)OR3、C(O)NHR3，或R1和R2以及與它們鍵合的氧原子一起連接形成5元或6元環；且R3是H、烷基、烯基或芳基，其中，所述烷基和烯基可選地插入有一個或多個氧或硫原子。
【專利說明】二氧雜硼烷共聚物及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及二氧雜硼燒（dioxaborinane)共聚物，二氧雜硼燒共聚物中間體以及 其作為電子系統部件的應用。
【背景技術】
[0002] 提供以下描述來幫助讀者理解。所提供的信息和引用的文獻均不應認為是本發明 的現有技術。
[0003] 許多電子設備包括能夠使人們與這些設備相互作用的用戶界面。用戶界面（如觸 摸類顯示器）日益增長的方便特性使得個人電子產品更容易接近並吸引更大的市場。另 夕卜，存在越來越高的需求來從柔性或伸縮性材料開發下一代用戶界面，以將其加入到更多 種多樣的電子設備中，如顯示器、傳感器、機器人、醫療器械和視頻遊戲。改進的用戶界面 (如觸摸類顯示器）的開發部分地依賴於製造該用戶界面的有用的聚合物和共聚物材料的 發現。
[0004] 許多聚合物和共聚物存在限制或妨礙其在下一代電子用戶界面中應用的不足。例 如，苯乙烯類聚合物通常易受光氧化性黃變或脆化。如此，苯乙烯類聚合物和共聚物通常不 適合用於暴露在光或空氣中的用戶界面。作為另一選擇，丙烯酸共聚物更為穩健，更容易適 應光或空氣，並因此更廣泛地被加入室內和室外應用的電子設備中。例如，DR1-甲基丙烯 酸酯（甲基丙烯酸2-{N-乙基-N-[4-(4-硝基苯基偶氮）苯基]氨基}乙酯）已經被加入 用於傳感器和光學用戶界面技術的聚合物和共聚物中。丙烯酸樹脂已被用作主體材料，以 使用於涉及用戶界面的應用（如有機發光二極體（0LED))的發光分子官能化。因此，需要 更多種類的有彈性的丙烯酸類聚合物和共聚物以及其製造方法，從而生產用於下一代電子 材料和用戶界面的改進型材料。
【發明內容】
[0005] 本發明提供了由具有二氧雜硼烷側基部分和可聚合部分的單體製備的共聚物。該 共聚物可以用於生成諸如柔性或伸縮性用戶界面等電子製品。可選的是，可通過化學反應 (例如，置換該二氧雜硼烷部分的化學反應）在丙烯酸共聚物骨架上偶聯（即附接）多種 "活性部分"，如空穴傳輸劑、電子傳輸劑或發光劑。
[0006] 具有二氧雜硼烷側基部分的單體可首先進行聚合，然後在所得的丙烯酸共聚物骨 架上偶聯一個或多個活性部分。作為另一選擇，可首先在該單體上偶聯一個或多個活性部 分以替代二氧雜硼烷側基部分，然後進行聚合步驟。在一些實施方式中，上述偶聯可通過 Suzuki偶聯反應或Chan-Lam偶聯反應實現。
[0007] 上述單體可以與其他單體進行共聚，以便例如調整聚合物性質以用於所需應用。 例如，諸如甲基丙烯酸月桂酯等單體可以用於降低玻璃化轉變溫度，並使共聚物柔性和伸 縮性更高。作為另一選擇，例如，與諸如甲基丙烯酸金剛烷酯等單體的共聚可用於增大玻璃 化轉變溫度，並使共聚物更硬且更像玻璃。其他單體可與具有二氧雜硼烷側基部分的單體 進行共聚，以增加額外的特性，例如交聯能力。
[0008] 在一方面，提供了具有硼酸酯側基的共聚物，其包含以下單體的聚合產物：具有可 聚合基團PG 1的第一單體和由式I表示的第二單體：
[0009]
【權利要求】
1. 一種共聚物，所述共聚物包含以下單體的聚合產物： 第一單體；和 由式I表示的第二單體：
其中： L不存在或者是亞燒基、亞稀基或亞芳基，其中所述亞燒基和亞稀基可選地插入有 ^ 或多個氧或硫原子； X1不存在或者是氨基、氧基、硫基或膦基； PG2是可聚合基團； R1和R2獨立地是H、烷基、烯基、芳基、C(0)R3、C(0)0R 3、C(0)NHR3,或R1和R2以及與它 們鍵合的氧原子連接在一起形成5元或6元環；且 R3是H、烷基、烯基或芳基，其中，所述烷基和烯基可選地插入有一個或多個氧或硫原 子； 條件是，如果L和X1均不存在且R1和R2形成5元或6元環，則PG 2不是乙烯基。
2. 如權利要求1所述的共聚物，所述共聚物由所述第一單體和所述第二單體的共聚產 物構成。
3. 如權利要求1所述的共聚物，所述共聚物包含所述第二單體為0. 1 %?25%的所述 共聚產物。
4. 如權利要求1?3中任一項所述的共聚物，其中，PG2是丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環 氧基、異氛酸醋基、苯乙稀基、乙稀基、氧乙稀基、硫乙稀基、麗乙稀基、麗燒基、麗燒氧基、麗 芳基或環烯基。
5. 如權利要求1?3中任一項所述的共聚物，其中，PG2是C(0)C(R5) =CH2、C(0)CH =
ch2、o-ch = CH2、S-CH = CH2、N = C = 0 且 R5 是 C「C8 烷 基。
6. 如權利要求5所述的共聚物，其中，PG2是C(0)C(R5) =CH2，且R5是H、C「C8烷基、芳 基或CN。
7. 如權利要求1?6中任一項所述的共聚物，其中，PG2是C(0)CH = CH2。
8. 如權利要求1所述的共聚物，其中，X1是NH、0或S。
9. 如權利要求1所述的共聚物，其中，L是亞烷基或亞芳基。
10. 如權利要求1所述的共聚物，其中，L是：
11. 如權利要求1所述的共聚物，其中，R1是Η且R2是Η。
12. 如權利要求1所述的共聚物，其中，R1是烷基且R2是烷基。
13. 如權利要求1所述的共聚物，其中，R1和R2以及與它們鍵合的氧原子一起連接形成 下式的基團：
14. 如權利要求1?13中任一項所述的共聚物，其中，所述第一單體包含可聚合基團 PG1，所述可聚合基團PG1被構造為與PG2聚合。
15. 如權利要求14所述的共聚物，其中，PG1是丙烯醯基、甲基丙烯醯基、環氧基、異氰 酸醋基、苯乙稀基、乙稀基、氧乙稀基、硫乙稀基、麗乙稀基、麗燒基、麗燒氧基、麗芳基或環 稀基。
16. 如權利要求1?15中任一項所述的共聚物，其中，所述第一單體是丙烯酸酯或甲基 丙烯酸酯。
17. 如權利要求16所述的共聚物，其中，所述第一單體表示為式VI的基團：
其中： R7為H、烷基、芳基或金屬離子；且 R8為11、0隊0?3、013或苯基。
18. 如權利要求1?17中任一項所述的共聚物，所述共聚物的重均分子量為約 5, OOOg/mol ?約 2, 000, OOOg/mol。
19. 如權利要求1所述的共聚物，所述共聚物由式II表示：
其中： PGla是聚合基團PG1的聚合產物； R6是亞烷基或亞芳基；且 η和η'表示所述共聚物的重複單元。
20. -種製備共聚物的方法，所述方法包括： 通過使具有可聚合基團PG1的第一單體與由式I表示的第二單體聚合來形成具有硼酸 酯側基的第一共聚物，
其中，L不存在或是亞烷基、亞烯基或亞芳基，其可選地插入有一個或多個氧或硫原 子； X1不存在或是氨基、氧基、硫基或膦基； PG2是可聚合基團； R1和R2獨立地是Η、烷基、烯基、芳基、-C (0) R3、-C (0) OR3、-C (0) NHR3,或R1和R2以及與 它們鍵合的氧原子連接在一起形成5元或6元環； R3是H、烷基、烯基或芳基，其可選地插入有一個或多個氧或硫原子；且 所述硼酸酯側基由式III表示：
21. 如權利要求20所述的方法，所述方法還包括，使用R4基團置換所述硼酸酯側基，其 中，R4為烷基、烯基、芳基或雜芳基。
22. 如權利要求20或21所述的方法，其中，PG1和PG2獨立地是丙烯醯基、甲基丙烯醯 基、環氧基、異氛酸醋基、苯乙稀基、乙稀基、氧乙稀基、硫乙稀基、麗乙稀基、麗燒基、麗燒氧 基、麗芳基或環稀基。
23. 如權利要求20或21所述的方法，其中，PG1和PG2獨立地是丙烯醯基、甲基丙烯醯 基、環氧基、異氛酸醋基、苯乙稀基、乙稀基、氧乙稀基、硫乙稀基、麗乙稀基、麗燒基、麗燒氧 基、麗芳基或環稀基。
24. 如權利要求20?23中任一項所述的方法，其中，R4是苯基或具有取代基的苯基。
25. 如權利要求20?23中任一項所述的方法，其中，R4是空穴傳輸部分、電子傳輸部 分、傳感部分、高折射率部分或發光部分。
26. 如權利要求20?23中任一項所述的方法，其中，R4是：
27. 如權利要求20?26中任一項所述的方法，其中，所述第一單體是丙烯酸酯或甲基 丙烯酸酯。
28. 如權利要求27所述的方法，其中，所述第一單體表示為式VI的基團： 其中：
R7為H、烷基、芳基或金屬離子；且 R8為11、0隊0?3、013或苯基。
29. 如權利要求20?28中任一項所述的方法，其中，所述聚合過程包括激活所述可聚 合基團。
30. 如權利要求29所述的方法，其中，所述激活過程包括：加熱所述可聚合基團、對所 述可聚合基團施加紫外輻射、向所述可聚合基團添加熱引發劑或向所述可聚合基團添加光 化學引發劑。
31. 如權利要求29或30所述的方法，其中，所述激活過程包括向所述可聚合基團添 加熱引發劑，所述熱引發劑是4, 4-偶氮二（4-氰基戊酸）、1，Γ -偶氮二（環己烷甲腈）、 2, 2'-偶氮二異丁腈、過氧化苯甲醯、過乙酸叔丁酯、過氧化月桂醯或過氧化二異丙苯。
32. 如權利要求29、30或31所述的方法，其中，所述激活過程包括向所述可聚合基團 添加光化學引發劑，所述光化學引發劑是3- 丁基_2_[5-(1- 丁基-3, 3-二甲基-1，3-二 氫亞吲哚-2-基）-戊-1，3-二烯基]-1，1-二甲基-1H-苯並[e]吲哚鎗三苯基丁基硼酸 酯、3-丁基-2-[5-(3-丁基-1，1-二甲基-1，3-二氫苯並[e]亞吲哚-2-基）-戊-1，3-二 烯基]-1，1-二甲基-1H-苯並[e]吲哚鎗三苯基丁基硼酸酯或6-羥基-2, 4, 5, 7-四 碘-3-氧_9, 9a-二氫-3H-氧雜蒽-9-甲腈。
33. 如權利要求29?32中任一項所述的方法，其中，所述激活過程包括將所述可聚合 基團加熱至約40°C?約120°C。
34. -種製備共聚物的方法，所述方法包括： 提供具有可聚合基團PG1的第一單體； 提供由式I表示的第二單體：
使所述第二單體與由式IV表示的化合物接觸： r4-g ；iv 以來自式IV表示的化合物的R4基團置換所述第二單體的B (OR1) (OR2)基團，從而形成 由式V表示的第三單體：
且使所述第三單體與所述第一單體聚合，形成所述共聚物，其中： L不存在或是亞烷基、亞烯基或亞芳基，其可選地插入有一個或多個氧或硫原子； G是尚去基團； X1不存在或是氨基、氧基、硫基或膦基； PG2是可聚合基團； R1和R2獨立地是H、烷基、烯基、芳基、-C (0) R3、-C (0) OR3、-C (0) NHR3,或R1和R2以及與 它們鍵合的氧原子連接在一起形成5元或6元環； R3是H、烷基、烯基或芳基，其可選地插入有一個或多個氧或硫原子；且 R4為烷基、烯基、芳基或雜芳基。
35. -種製品，所述製品包含權利要求1所述的共聚物，其中，所述製品在錐形軸棒測 試時以至少1. 8英寸即4. 8cm的直徑進行彎曲。
36. -種製品，所述製品包含權利要求1所述的共聚物，其中，所述製品的長度在張力 計測試時伸長了至少5%。
37. 如權利要求35或36所述的製品，其中，所述製品是電子系統部件。
38. 如權利要求37所述的製品，其中，所述電子系統是用戶界面、顯示器、傳感器、醫用 設備、音頻設備、視頻設備、遊戲設備或機器人設備。
39. 如權利要求37或38所述的製品，其中，所述製品是用戶界面。
【文檔編號】C07F5/02GK104204009SQ201280071920
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2012年3月29日 優先權日:2012年3月29日
【發明者】W·B·卡爾森, G·D·費倫 申請人:英派爾科技開發有限公司