倍半硅氧烷复合高分子及其制造方法技术

本发明专利技术涉及倍半硅氧烷复合高分子及其制造方法，更详细而言，涉及在一个高分子内包含特定结构的线型倍半硅氧烷链和笼型倍半硅氧烷而将加工性和物理特性最适化的倍半硅氧烷复合高分子。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及倍半硅氧烷复合高分子及其制造方法，更详细而言，涉及一种通过在一个倍半硅氧烷高分子内导入多种倍半硅氧烷结构体而将加工性和物理特性最适化的倍半硅氧烷复合高分子。
技术介绍
倍半硅氧烷在多种领域中以各种各样的用途使用。特别是，为了试图提高加工性并且使机械物理特性最适化，一直以来进行了多种尝试，如今仍然持续着研究开发。但是，目前为止所开发的倍半硅氧烷高分子仍无法同时满足加工性、机械物理特性。例如，笼型(cage)倍半硅氧烷因具备可表现硅氧烷键的物理特性而在众多方面得到应用，然而其本身为结晶型结构，溶液加工时溶解性存在局限，并且应用笼型结构的产物本身会出现因再结晶现象等分子单位的重新组合而无法保证性能的再现性的问题。作为其他代表性的结构，线型(ladder)倍半硅氧烷是溶液加工性优异、可弥补笼型结构的缺点的结构，但具有物理特性无法企及作为结晶型结构的笼型结构的缺点。此外，无规(random)型倍半硅氧烷以自由形态进行聚合，因此存在不得不利用高分子内不稳定地存在的Si-OH、Si-烷氧基等来进行凝胶(gel)化而应用的限制和难以确保再现性的问题。关于这样的倍半硅氧烷的结构体，按照产业上的要求一直进行着以特定结构进行控制的尝试。例如，在美国专利公开第US2011-0201827中，进行了通过将硅烷偶联剂用作前体来控制多面体倍半硅氧烷以展现独特的优点的尝试，这作为将笼型与单一线型结构连接而仅作为取代体使用的例子仍未明显实现实际物理特性的提高。因此，本专利技术人等为了弥补如上所述的倍半硅氧烷的缺点并将优点最大化而进行了研究，结果确认，通过设计特定结构的高分子结构，并利用导入侧链的有机官能团来实现简单的固化工序，能够长期保持优异的物理特性，并且能够在主材料、添加材料、涂布材料等众多方面得到利用，从而完成了本专利技术。
技术实现思路
技术课题为了解决如上所述问题，本专利技术的目的在于提供一种倍半硅氧烷复合高分子，其通过在一个高分子内包含特定结构的线型倍半硅氧烷链和笼型倍半硅氧烷从而将加工性和物理特性最适化。此外，本专利技术的目的在于提供上述倍半硅氧烷复合高分子的制造方法。此外，本专利技术的目的在于提供包含上述倍半硅氧烷复合高分子的倍半硅氧烷涂布组合物。解决课题的方法为了达成上述目的，本专利技术提供下述化学式1至3中任一个化学式所表示的倍半硅氧烷复合高分子：[化学式1][化学式2][化学式3]上述化学式1至3中，A为D为E为Y各自独立地为O、NR9或[(SiO3/2R)4+2nO]，并且至少一个为[(SiO3/2R)4+2nO]，X各自独立地为R10或[(SiO3/2R)4+2nR]，并且至少一个为[(SiO3/2R)4+2nR]，R、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立地为氢；氘；卤素；胺基；环氧基；环己基环氧基；(甲基)丙烯酰基；硫醇基；异氰酸酯基；腈基；硝基；苯基；被氘、卤素、胺基、环氧基、(甲基)丙烯酰基、硫醇基、异氰酸酯基、腈基、硝基、苯基取代或非取代的C1～C40的烷基；C2～C40的烯基；C1～C40的烷氧基；C3～C40的环烷基；C3～C40的杂环烷基；C6～C40的芳基；C3～C40的杂芳基；C3～C40的芳烷基；C3～C40的芳氧基；或C3～C40的芳基硫醇基，优选包含被氘、卤素、胺基、(甲基)丙烯酰基、硫醇基、异氰酸酯基、腈基、硝基、苯基、环己基环氧基取代或非取代的C1～C40的烷基，C2～C40的烯基，胺基，环氧基，环己基环氧基，(甲基)丙烯酰基，硫醇基，苯基或异氰酸酯基，a和d各自独立地为1至100,000的整数，优选地，a为3至1000，d为1至500，更优选地，a为5至300，d为2至100，e为1或2，优选为1，n各自独立地为1至20的整数，优选为3至10。此外，本专利技术提供化学式1所表示的倍半硅氧烷复合高分子的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：在反应器中将碱性催化剂和有机溶剂混合后，添加有机硅烷化合物并进行缩合，制造下述化学式4的第一步骤；上述第一步骤之后，为了将Dd(OR2)2结构导入化学式4，向反应器中添加酸性催化剂而将反应液调节为酸性后，添加有机硅烷化合物并进行搅拌的第二步骤；及上述第二步骤之后，向反应器中添加碱性催化剂而将反应液转变为碱性，实施缩合反应的第三步骤，[化学式4]上述R1、R2、R6、D、a和d与化学式1至3中的定义相同。此外，本专利技术提供化学式2所表示的倍半硅氧烷复合高分子的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：在反应器中将碱性催化剂和有机溶剂混合后添加有机硅烷化合物并进行缩合，制造下述化学式4的第一步骤；在上述第一步骤之后，为了将Dd(OR3)2和Dd(OR4)2结构如化学式2那样导入至化学式4，添加过量的有机硅烷化合物，并向反应器中添加酸性催化剂而将反应液调节为酸性后，进行搅拌的第二步骤；在上述第二步骤之后，向反应器中添加碱性催化剂而将反应液转变为碱性，实施缩合反应的第三步骤；及在第三步骤之后，通过再结晶和过滤过程，将单独产生的笼型结构去除的第四步骤。此外，本专利技术提供化学式3所表示的倍半硅氧烷复合高分子的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：在反应器中将碱性催化剂和有机溶剂混合后添加有机硅烷化合物并进行缩合，制造下述化学式4的第一步骤；在上述第一步骤之后，为了将Dd(OR5)2结构导入至化学式4，向反应器中添加酸性催化剂而将反应液调节为酸性后，添加有机硅烷化合物并进行搅拌的第二步骤；在上述第二步骤之后，向反应器中添加碱性催化剂而将反应液转变为碱性，实施缩合反应的第三步骤；及在上述第三步骤之后，为了将EeX2结构导入至复合高分子的末端，向反应器中投入酸性催化剂而将反应液转变为酸性氛围后，将有机硅烷化合物混合并进行搅拌的第四步骤。此外，本专利技术提供包含上述倍半硅氧烷复合高分子的倍半硅氧烷涂布组合物。专利技术效果根据本专利技术的倍半硅氧烷复合高分子同时具有线型倍半硅氧烷的加工容易性和笼型倍半硅氧烷的优异的物理特性，从而制造成涂布溶液时，通过简单的固化工序就能够对多种材料赋予优异的物理特性、光学特性、耐热特性等。具体实施方式以下，详细说明本专利技术。本专利技术提供下述化学式1至3中任一个化学式所表示的倍半硅氧烷复合高分子：[化学式1][化学式2][化学式3]上述化学式1至3中，A为D为E为Y各自独立地为O、NR9或[(SiO3/2R)4+2nO]，并且至少一个为[(SiO3/2R)4+2nO]，X各自独立地为R10或[(SiO3/2R)4+2nR]，并且至少一个为[(SiO3/2R)4+2nR]，R、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立地为氢；氘；卤素；胺基；环氧基；环己基环氧基；(甲基)丙烯酰基；硫醇基；异氰酸酯基；腈基；硝基；苯基；被氘、卤素、胺基、环氧基、(甲基)丙烯酰基、硫醇基、异氰酸酯基、腈基、硝基、苯基取代或非取代的C1～C40的烷基；C2～C40的烯基；C1～C40的烷氧基；C3～C40的环烷基；C3～C40的杂环烷基；C6～C40的芳基；C3～C40的杂芳基；C3～C40的芳烷基；C3～C40的芳氧基；或C3～C40的芳基硫醇基，优选包含被氘、卤素、胺基、(甲基)丙烯酰基、硫醇基、异氰酸酯基、腈基、硝基、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种倍半硅氧烷复合高分子，其由下述化学式1至3中任一个化学式表示：[化学式1][化学式2][化学式3]上述化学式1至3中，A为D为E为Y各自独立地为O、NR9或[(SiO3/2R)4+2nO]，并且至少一个为[(SiO3/2R)4+2nO]，X各自独立地为R10或[(SiO3/2R)4+2nR]，并且至少一个为[(SiO3/2R)4+2nR]，R、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立地为氢；氘；卤素；胺基；环氧基；环己基环氧基；(甲基)丙烯酰基；硫醇基；异氰酸酯基；腈基；硝基；苯基；被氘、卤素、胺基、环氧基、(甲基)丙烯酰基、硫醇基、异氰酸酯基、腈基、硝基、苯基取代或非取代的C1～C40的烷基；C2～C40的烯基；C1～C40的烷氧基；C3～C40的环烷基；C3～C40的杂环烷基；C6～C40的芳基；C3～C40的杂芳基；C3～C40的芳烷基；C3～C40的芳氧基；或C3～C40的芳基硫醇基，a和d各自独立地为1至100,000的整数，优选地，a为3至1000，d为1至500，e为1或2，n各自独立地为1至20的整数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.28 KR 10-2014-0024574;2015.02.26 KR 10-2011.一种倍半硅氧烷复合高分子，其由下述化学式1至3中任一个化学式表示：[化学式1][化学式2][化学式3]上述化学式1至3中，A为D为E为Y各自独立地为O、NR9或[(SiO3/2R)4+2nO]，并且至少一个为[(SiO3/2R)4+2nO]，X各自独立地为R10或[(SiO3/2R)4+2nR]，并且至少一个为[(SiO3/2R)4+2nR]，R、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立地为氢；氘；卤素；胺基；环氧基；环己基环氧基；(甲基)丙烯酰基；硫醇基；异氰酸酯基；腈基；硝基；苯基；被氘、卤素、胺基、环氧基、(甲基)丙烯酰基、硫醇基、异氰酸酯基、腈基、硝基、苯基取代或非取代的C1～C40的烷基；C2～C40的烯基；C1～C40的烷氧基；C3～C40的环烷基；C3～C40的杂环烷基；C6～C40的芳基；C3～C40的杂芳基；C3～C40的芳烷基；C3～C40的芳氧基；或C3～C40的芳基硫醇基，a和d各自独立地为1至100,000的整数，优选地，a为3至1000，d为1至500，e为1或2，n各自独立地为1至20的整数。2.根据权利要求1所述的倍半硅氧烷复合高分子，其特征在于，R、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10各自独立地包括被氘、卤素、胺基、(甲基)丙烯酰基、硫醇基、异氰酸酯基、腈基、硝基、苯基、环己基环氧基取代或非取代的C1～C40的烷基，C2～C40的烯基，胺基，环氧基，环己基环氧基，(甲基)丙烯酰基，硫醇基，苯基或异氰酸酯基。3.根据权利要求1所述的倍半硅氧烷复合高分子，其特征在于，a为3至1000，d为1至500。4.根据权利要求1所述的倍半硅氧烷复合高分子，其特征在于，d为2至100。5.根据权利要求1所述的倍半硅氧烷复合高分子，其特征在于，n的平均值为4至5。6.根据权利要求1所述的倍半硅氧烷复合高分子，其特征在于，所述化学式1的线型倍半硅氧烷复合高分子的缩合度为1至99.9％。7.根据权利要求1所述的倍半硅氧烷复合高分子，其特征在于，所述化学式1的线型倍半硅氧烷复合高分子的重均分子量为1,000至1,000,000。8.化学式1所表示的倍半硅氧烷复合高分子的制造方法，其特征在于，包括：在反应器中将碱性催化剂和有机溶剂混合后，添加有机硅烷化合物并进行缩合，制造下述化学式4的第一步骤；在所述第一步骤之后，为了将Dd(OR2)2结构导入至化学式4，向反应器中添加酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔胜皙，俞载元，南东镇，金斗植，朴景珉，黄钟源，吴星渊，崔智殖，
申请(专利权)人：株式会社东进世美肯，
类型：发明
国别省市：韩国;KR