[發明專利]功能有機硅材料及制備方法

無效

• 申請號: 201110235286.8
• 申請日: 2011-08-16
• 公開（公告）號: CN102432885A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 黃啟谷;黃海兵;劉智;張新莉;郭江平;李鳳嬌;劉偉;甄洪鵬;楊萬泰
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08G77/50
• 分類號: C08G77/50;C08G77/52
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明屬于功能有機硅材料領域，具體涉及具有耐高溫、導電、能量轉換等特性的功能有機硅材料及制備方法。

背景技術

聚醚醚酮(PEEK)是英國的ICI公司于1977年開發成功并于1980年正式生產銷售的一種高性能工程塑料。PEEK的重復單元含有19個碳原子，12個氫原子和三個氧原子，在常溫下最高結晶度可達48％，平均分子量為30000，重量平均聚合度(DPW)為104。

由于PEEK的大分子鏈上含有剛性的苯環結構、柔順的醚鍵及提高分子間作用的羰基，所以PEEK的結構規整，具有優良的機械性能，耐熱、耐氧化、耐輻射和耐化學侵蝕性能，其抗疲勞的性能優于PES和尼龍類塑料，在-65℃的低溫下，仍能保持常溫下的沖擊性能。PEEK可以在350～420℃下熔融加工，采用注射、擠出和壓塑等工藝均可成型(化工新型材料，2007，35(1)，34；河北科技大學學報，2008，29(10，20)。

有機硅是分子主鏈中含硅元素的有機高分子合成材料，主要分為硅橡膠、硅油、硅樹脂及硅烷偶聯劑4大類產品。有機硅產品都有很好的耐高、低溫性能，一般都能在180℃高溫下長期工作。硅橡膠在250℃下還可較長時間工作，瞬時能耐1000多攝氏度高溫。有機硅材料耐低溫性能良好，一般在-55℃以下仍能工作。有的硅橡膠在-1lO℃以下仍有彈性。有機硅材料有很好的電絕緣性能，介電性不隨溫度變化而劇烈變化：介電常數不隨頻率升高而增加數值：并且耐電弧、耐電暈、耐漏電；耐臭氧、耐輻射、耐候、難燃，故用途極為廣泛。

專利CN200910241601.0公開了將聚醚醚酮與有機硅材料從分子結構上結合起來的功能有機硅材料及制備方法的報道。

POSS、富勒烯、卡硼烷、卟啉、石墨烯、氧化石墨烯、碳納米管或碳納米球等具有很多特性，如導電、能量轉換、耐高溫，還具有發光、生色等性能；還可以用于醫學材料等。

目前，還沒有將有機硅材料與POSS、取代POSS、富勒烯、取代富勒烯、卡硼烷、取代卡硼烷、卟啉、取代卟啉、石墨烯、氧化石墨烯、四硅氧烷、六硅氧烷、八硅氧烷、碳納米管、碳納米球、苯或苯衍生物等從分子結構上結合起來的材料及其制備方法的報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種耐高溫、導電、能量轉換等特性的功能有機硅材料及其制備方法。本發明提供的功能有機硅材料是一種結構新型的性能優異的有機硅材料。

本發明提供具有耐高溫、導電、能量轉換等特性的功能有機硅材料符合通式(1)的結構。

通式(1)

通式(1)中A表示C1-C30的烷基，C3-C30環烷基或C6-C30芳基，與A相連的兩個氧原子不連在同一個碳原子上，優選乙基、丙基、己基、環戊基、環己基、苯基、聯苯基、氟代苯基、氟代聯苯基或雙酚A等，再優選苯基、聯苯基、氟代苯基、氟代聯苯基、環己基、乙基、丙基或己基等；R1表示C1-C20的烷基、C3-C20環烷基、C6-C20芳基或C1-C20的烷氧基、C3-C20環烷氧基、C6-C20芳氧基，優選甲基，全氟甲基，甲氧基，乙基，全氟乙基，正丁基，正丁氧基，環己基，環己氧基，苯基，全氟苯基或苯氧基等；U表示POSS、取代POSS、富勒烯、取代富勒烯、卡硼烷、取代卡硼烷、卟啉、取代卟啉、石墨烯、氧化石墨烯、四硅氧烷、六硅氧烷、八硅氧烷、多硅氧烷、碳納米管、碳納米球、C6-C30芳基、C4-C30的烷基或C5-C30環烷基；R₂表示C1-C30的烷基、C3-C30環烷基、C6-C30芳基、C1-C20的烷氧基、C3-C20環烷氧基或C6-C20芳氧基，優選乙基、丙基、己基、環戊基、環己基、苯基、芐基等；n表示乙烯基的數量，是小于或等于30的正整數，優選1，2，3，4，5，6，7，8，9，10等；m表示聚合度，選取小于或等于500的正整數。

對通式(1)的特別說明，A為苯基、R₂為乙基、U為POSS、n＝2時，通式(1)的具體結構如通式(2)：

通式(2)

通式(2)中R1表示C1-C20的烷基、C3-C20環烷基、C6-C20芳基或C1-C20的烷氧基、C3-C20環烷氧基、C6-C20芳氧基，優選甲基，全氟甲基，甲氧基，乙基，全氟乙基，正丁基，正丁氧基，環己基，環己氧基，苯基，全氟苯基或苯氧基等；m表示聚合度，選取小于或等于500的正整數。

對通式(1)的特別說明，A為聯苯基、R₂為乙基、U為富勒烯、n＝2時，通式(1)的具體結構如通式(3)：