[發明專利]一種多羥基修飾八乙烯基籠型倍半硅氧烷的制備方法

在審

• 申請號: 201910356622.0
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN109942620A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 黃玉東;曲忠宇;劉麗;姜波;許耀元;宋冉冉;郝玉秀
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C07F7/21
• 分類號: C07F7/21
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

一種多羥基修飾八乙烯基籠型倍半硅氧烷的制備方法，屬于倍半硅氧烷的制備技術領域。所述的方法為：按照1:8～15的摩爾比稱取八乙烯基籠型倍半硅氧烷和甲代烯丙基醇，然后將八乙烯基籠型倍半硅氧烷和偶氮二異丁腈溶解在四氫呋喃中，再滴加甲代烯丙基醇；在攪拌條件下，將得到的混合溶液在紫外燈光條件下反應；將得到的產物通過旋轉蒸發濃縮得到透明黏稠狀液體，在50℃烘箱中干燥12h，產物變為白色粉末狀，即得到多羥基修飾八乙烯基籠型倍半硅氧烷。本發明的優點是：本發明使用已工業化的八乙烯基籠型倍半硅氧烷為原料，經過催化反應得到多羥基修飾八乙烯基籠型倍半硅氧烷，原料來源廣泛，價格便宜，合成反應時間短，易操作，反應條件溫和。

技術領域

本發明屬于倍半硅氧烷的制備技術領域，具體涉及一種多羥基修飾八乙烯基籠型倍半硅氧烷的制備方法。

背景技術

多面體低聚倍半硅氧烷(簡稱POSS)是一類納米尺度籠狀結構的化合物，又稱立方硅烷，分子通式為(RSiO_1.5)_n，其中n≥4，R為氫，羥基，環氧基，烷基，烯基以及它們衍生物的基團等，基本結構單元是-Si-O-Si-，整個分子的尺度在1～3nm之間，是最小的硅顆粒。其分子以硅氧骨架為核心，八個Si頂點處連接有機取代基團，無機的硅氧骨架能夠賦予材料良好的耐熱和機械性能，外圍的有機基團設計為反應性基團如烯烴基、硅醇基、丙烯酰氧基等，通過反應性基團可將POSS與有機聚合物進行表面鍵和、接枝、共聚等反應，結合納米尺寸效應，使得POSS改性的高分子聚合物具有良好的性能。其主要結構包括梯形、半籠型以及籠型等，而這其中，半籠型以及具有對稱結構的籠型倍半硅氧烷的研究比較多。多面體低聚倍半硅氧烷中最典型的結構是六面體低聚倍半硅氧烷，具有非常高的對稱性，是T₈結構，POSS可以通過三氯硅烷或三烷氧基硅烷在酸性或堿性條件下水解縮合制得。

籠型倍半硅氧烷的有機取代基可按照活性分為兩大類：一類為惰性基團，如烷基，亞烴基，芳基，亞芳基等，可以調節其納米結構與聚合物的相容性；另一類為活性基團，如氫、氯、羥基、羧基、醛基、環氧基等，可以通過進一步與聚合物反應，提高POSS在基體中的分散性，從而發揮POSS的納米特性以及硅氧結構在熱性能以及阻燃性能上的潛力。綜上所述，制備多活性的POSS有極大的應用前景。但是目前國內關于合成具有兩種不同活性的POSS及其制備方法尚沒有報道。

籠型倍半硅氧烷即可以作為有機無機雜化材料的前驅體，也在液晶材料，阻燃材料，電致發光材料上有極大的應用潛力。而這其中，籠型倍半硅氧烷在其中的分散性是發揮其性能的核心問題。目前能夠合成的官能化籠型倍半硅氧烷均為單一活性，也通常具有過程復雜，成本較高，反應時間長的劣勢。

發明內容

本發明的目的是為了解決目前的官能化籠型倍半硅氧烷均為單一活性，過程復雜，成本較高，反應時間長的問題，提供一種多羥基修飾八乙烯基籠型倍半硅氧烷的制備方法。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種多羥基修飾八乙烯基籠型倍半硅氧烷的制備方法，所述的方法具體步驟如下：

步驟一：按照1:8～15的摩爾比稱取八乙烯基籠型倍半硅氧烷和甲代烯丙基醇，然后將八乙烯基籠型倍半硅氧烷和偶氮二異丁腈溶解在四氫呋喃中，使偶氮二異丁腈的濃度為0.07mol/L～0.1mol/L，再滴加甲代烯丙基醇；

步驟二：在攪拌條件下，將步驟一得到的混合溶液在紫外燈光條件下反應15～30min；

步驟三：將步驟二得到的產物通過旋轉蒸發濃縮得到透明黏稠狀液體，在50℃烘箱中干燥12h，產物變為白色粉末狀，即為多羥基修飾八乙烯基籠型倍半硅氧烷。