[發(fā)明專(zhuān)利]一種三官能反應(yīng)活性基籠狀聚倍半硅氧烷及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310040630.0
• 申請(qǐng)日: 2023-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116333315A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 伍淼;王勇;孫華偉;羅鵬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣州一新科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C08G77/20
• 分類(lèi)號(hào): C08G77/20;C08G77/06;C08G77/26;C08G77/12;C08G77/14
• 代理公司: 廣州云領(lǐng)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 44441
• 代理人: 文健航

本發(fā)明公開(kāi)了一種三官能反應(yīng)活性基籠狀聚倍半硅氧烷及其制備方法，所述制備方法將溶劑、催化劑和硅烷混合攪拌均勻后制得混合溶液；將去離子水滴加入混合溶液中，反應(yīng)結(jié)束后制得七烷基三硅醇鹽體系；同時(shí)向七烷基三硅醇鹽體系中滴加酸和封端劑，又或者，將七烷基三硅醇鹽體系加入到酸和封端劑的混合物體系中；反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過(guò)濾或待液體分層后分液得粗產(chǎn)品，對(duì)粗產(chǎn)品進(jìn)行真空干燥，即得三官能反應(yīng)活性基籠狀聚倍半硅氧烷。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)一步法制備出一種三官能反應(yīng)活性基籠狀聚倍半硅氧烷，可以避免先生產(chǎn)七烷基三硅醇的后處理流程，一步制備最終產(chǎn)品，流程更為簡(jiǎn)單，而且避免了后處理的損失量，且本發(fā)明的產(chǎn)品產(chǎn)率更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于籠型聚倍半硅氧烷材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種三官能反應(yīng)活性基籠狀聚倍半硅氧烷及其制備方法。

背景技術(shù)

POSS分子的三維立體結(jié)構(gòu)含有大量有機(jī)端基，對(duì)增加其分子的反應(yīng)活性，提高其籠型剛性結(jié)構(gòu)與有機(jī)體的相容性，有實(shí)質(zhì)貢獻(xiàn)。而目前，POSS分為反應(yīng)型和非反應(yīng)型，反應(yīng)型POSS目前多為單官反應(yīng)型或者8官反應(yīng)型。

經(jīng)申請(qǐng)人研究發(fā)現(xiàn)，8官反應(yīng)型POSS的官能團(tuán)多，反應(yīng)后交聯(lián)度大，但是部分應(yīng)用場(chǎng)景材料會(huì)因收縮應(yīng)力大而容易開(kāi)裂。另一方面，單官反應(yīng)型POSS僅有一個(gè)反應(yīng)活性基團(tuán)，無(wú)法形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)體系，因而需要一種2-3官反應(yīng)官能團(tuán)的，既可以反應(yīng)交聯(lián)，整體交聯(lián)度又不算大的POSS來(lái)實(shí)現(xiàn)POSS應(yīng)用需求。

公告號(hào)為CN113881048A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種三官能乙烯基POSS的制備方法，其通過(guò)將二甲基乙烯基乙氧基硅烷和半封閉籠狀聚倍半硅氧烷三硅醇，在有機(jī)錫催化劑作用下進(jìn)行水解縮聚反應(yīng)，得到三官能乙烯基POSS。該三官能乙烯基POSS可與MMA單體發(fā)生共聚反應(yīng)，從而用于對(duì)PMMA樹(shù)脂進(jìn)行改性。

然而現(xiàn)有制備工藝在有機(jī)錫催化劑作用下用四氫呋喃或丙酮做溶劑進(jìn)行制備，其存在需要采購(gòu)半封閉籠狀聚倍半硅氧烷三硅醇成品，以及需要采用毒性較大的四氫呋喃或易制毒的丙酮做溶劑。若進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)存在環(huán)保問(wèn)題，且半封閉籠狀聚倍半硅氧烷三硅醇成品的價(jià)格高，該制備工藝導(dǎo)致綜合成本高，難以規(guī)模化生產(chǎn)。

公告號(hào)為CN109749087A的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種半封閉籠狀三官能環(huán)氧醚基POSS的制備方法，其采用半封閉籠狀低聚倍半硅氧烷三硅醇和二甲基一氯硅烷在含有縛酸劑的體系中進(jìn)行反應(yīng)，制得中間產(chǎn)品，然后再和烯丙基環(huán)氧基醚鉑氫加成反應(yīng)制備了最終產(chǎn)品。

然而現(xiàn)有制備工藝依賴(lài)二甲基一氯硅烷(二甲基氯硅烷)制備中間產(chǎn)品，二甲基氯硅烷屬于一種危險(xiǎn)化學(xué)品，是極易燃物品和腐蝕性物品；且其沸點(diǎn)37℃，遇水急劇分解，而且反應(yīng)過(guò)程放出大量鹽酸氣體，因而制備過(guò)程的危險(xiǎn)性較高，整個(gè)過(guò)程需要在冰鹽浴條件下完成，且對(duì)操作要求也高，且采用現(xiàn)有聚倍半硅氧烷三硅醇的成本較高。

綜上所述，針對(duì)三官能反應(yīng)活性POSS，還有待設(shè)計(jì)一種安全環(huán)保且成本低的新制備方法，以滿(mǎn)足規(guī)模化生產(chǎn)的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是要解決上述的技術(shù)問(wèn)題，提供一種三官能反應(yīng)活性基籠狀聚倍半硅氧烷及其制備方法。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明按以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明提供了一種三官能反應(yīng)活性基籠狀聚倍半硅氧烷的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

(1)制備七烷基三硅醇鹽：

將溶劑、催化劑和硅烷混合攪拌均勻后制得混合溶液；將去離子水滴加入混合溶液中，在室溫下反應(yīng)16～24h，反應(yīng)結(jié)束后制得七烷基三硅醇鹽體系；

(2)制備三官能反應(yīng)活性基籠狀聚倍半硅氧烷：

同時(shí)向七烷基三硅醇鹽體系中滴加酸和封端劑，又或者，將七烷基三硅醇鹽體系加入到酸和封端劑的混合物體系中，繼續(xù)反應(yīng)18-24h；反應(yīng)結(jié)束后，經(jīng)過(guò)濾或待液體分層后分液得粗產(chǎn)品，對(duì)粗產(chǎn)品進(jìn)行真空干燥，即得三官能反應(yīng)活性基籠狀聚倍半硅氧烷。