[發(fā)明專利]一種金屬雜化POSS絡(luò)合物及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201610854224.8 | 申請日： | 2016-09-26 |
| 公開（公告）號： | CN106478953B | 公開（公告）日： | 2019-05-14 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 賴學(xué)軍;邱杰東;曾幸榮;李紅強(qiáng) | 申請（專利權(quán)）人： | 華南理工大學(xué) |
| 主分類號： | C08G77/398 | 分類號： | C08G77/398;C08L83/07;C08L83/05;C08L83/08;C07F7/21 |
| 代理公司： | 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245 | 代理人： | 羅觀祥 |
| 地址： | 510640 廣*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 絡(luò)合物 雜化 制備 金屬 硅橡膠 制備方法和應(yīng)用 熱穩(wěn)定性 羧基 硅氫加成反應(yīng) 苯基硅氧烷 硅橡膠材料 含氫氯硅烷 金屬醋酸鹽 丙烯酸酯 電子電器 硅氫基團(tuán) 航天航空 核電工業(yè) 水解反應(yīng) 水解縮合 有機(jī)溶劑 置換反應(yīng) 阻燃性能 成炭性 無機(jī)堿 相容性 醫(yī)療器械 應(yīng)用 | ||
1.一種金屬雜化POSS絡(luò)合物，其特征在于：該金屬雜化POSS絡(luò)合物為含硅氫鍵和羧基的籠狀倍半硅氧烷與金屬元素絡(luò)合的化合物，其分子通式為：
其中，R1＝CH3、CH2CH3或CH2CH2CH3，R2＝H、CH3或OCH3，M＝Cu、Fe、Ce或La。
2.權(quán)利要求1所述的金屬雜化POSS絡(luò)合物的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
(1)苯基籠狀倍半硅氧烷四醇堿金屬鹽的合成：苯基硅氧烷溶解于有機(jī)溶劑中，加入無機(jī)堿和去離子水，在60～70℃下回流反應(yīng)3～5h；隨后在20～30℃下反應(yīng)10～15h，反應(yīng)完成后，經(jīng)抽濾除去溶劑得到濾餅，對濾餅洗滌抽濾，得苯基籠狀倍半硅氧烷四醇堿金屬鹽；
(2)含兩個硅氫基團(tuán)的POSS的合成：將苯基籠狀倍半硅氧烷四醇堿金屬鹽與含氫硅氯烷溶解于無水THF中，加入叔胺類催化劑，在0～10℃下反應(yīng)2～3h；隨后在20～30℃下反應(yīng)10～15h；反應(yīng)完成后，經(jīng)抽濾得到濾液，減壓蒸餾，洗滌，得含兩個硅氫基團(tuán)的POSS；所述叔胺類催化劑為三乙胺、三亞乙基二胺和二甲基芐胺中的一種或多種；所述的含氫硅氯烷為下述結(jié)構(gòu)式的一種或多種：
其中n為0～2；
(3)單酯基POSS的合成：含兩個硅氫基團(tuán)的POSS與鉑催化劑溶解于甲苯中，在90～110℃下緩慢滴加丙烯酸酯的甲苯溶液，回流反應(yīng)24～36h；反應(yīng)完成后，減壓蒸餾，洗滌，得單酯基POSS；
(4)單羧基POSS的合成：將單酯基POSS溶解于無水四氫呋喃中，加入有機(jī)強(qiáng)酸催化劑，在60～80℃下回流8～10h；反應(yīng)完成后，提純，得到單羧基POSS；所述的有機(jī)強(qiáng)酸為甲磺酸或?qū)妆交撬嶂械囊环N或多種；
(5)金屬雜化POSS絡(luò)合物的合成：在反應(yīng)釜中加入單羧基POSS和四氫呋喃，勻速攪拌均勻；將金屬醋酸鹽溶解于甲醇，滴加入反應(yīng)釜中，滴加完成后在20～30℃下繼續(xù)反應(yīng)8～10h；提純得到金屬雜化POSS絡(luò)合物；所述的金屬醋酸鹽為醋酸銅、醋酸亞鐵、醋酸鈰或醋酸鑭中的一種或多種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中所述無機(jī)堿與苯基硅氧烷的摩爾比為1:0.49～1:0.53；去離子水與苯基硅氧烷的摩爾比為1:1.05～1:1.20。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，所述的苯基硅氧烷為苯基三甲氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷中的一種或多種；所述的無機(jī)堿為氫氧化鋰或氫氧化鈉中的一種或多種；所述的有機(jī)溶劑為異丙醇或四氫呋喃中的一種或多種；所述對濾餅洗滌抽濾是用異丙醇對濾餅洗滌抽濾至少1次。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(2)中所述苯基籠狀倍半硅氧烷四醇堿金屬鹽與含氫硅氯烷的摩爾比為1:2～1:3；所述苯基籠狀倍半硅氧烷四醇堿金屬鹽與叔胺類催化劑的摩爾比為1:1～1:2。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，所述含兩個硅氫基團(tuán)的POSS與甲基丙烯酸叔丁酯的摩爾比為1:1～1:1.2；以鉑計，所述的鉑催化劑的用量為含兩個硅氫基團(tuán)的POSS質(zhì)量的5～30ppm；所述的丙烯酸酯為丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸叔丁酯和3-甲氧基丙烯酸甲酯中的一種或多種；所述的鉑催化劑為氯鉑酸或卡爾斯特鉑金催化劑中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，所述減壓蒸餾是將溶液在溫度60～70℃下減壓蒸餾30～60min；所述洗滌是將得到的白色固體用甲醇洗滌至少一次，得白色粉末單酯基POSS。
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