一种有机‑无机杂化高分子复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种有机‑无机杂化高分子复合材料，其主要组成成分包括：可聚合或可交联的硅倍半氧烷‑聚氨酯及其衍生物、可聚合或可交联的单体或齐聚体、固化辅助剂和/或添加剂。本发明专利技术的将改进的溶胶‑凝胶技术和聚氨酯合成化学相结合，在分子水平上，将无机部分和有机部分用共价键杂化在一起，形成有机‑无机杂化的可聚合或可交联的硅倍半氧烷‑聚氨酯及其衍生物，进而与可聚合或可交联的单体或齐聚体、固化辅助剂和/或添加剂经聚合和/或交联固化，得到有机‑无机杂化高分子复合材料，合成步骤简单，稳定可控，并明显缩短反应时间，所得产品具有高光学透明性，高热稳定性，高机械强度，高耐候性等。

A organic inorganic hybrid polymer composite material and preparation method thereof

The invention discloses a organic inorganic hybrid polymer composite material, its main components include: polymerizable or crosslinkable silsesquioxane polyurethane and its derivatives, polymerizable or crosslinkable monomer or oligomer curing agent, auxiliary and / or additives. The present invention combines sol gel technology and chemical synthesis of polyurethane modified, at the molecular level, the inorganic and organic part part by covalent hybrid together form alkyl polyurethane polymerizable or crosslinkable silicone half organic inorganic hybrid and its derivatives, and polymerizable or the crosslinking monomer or oligomer, curing agent and / or auxiliary additives by polymerization and / or crosslinking, organic inorganic hybrid polymer composite materials, the synthesis procedure is simple, stable and controllable, and shorten the reaction time, the product has high optical transparency, high thermal stability, high mechanical strength, high weatherability etc..

【技术实现步骤摘要】
一种有机-无机杂化高分子复合材料及其制备方法
本专利技术属于高分子复合材料领域，具体涉及一种有机-无机杂化高分子复合材料及其制备方法。
技术介绍
有机-无机杂化高分子材料是一种复合材料，通常在微观上即在纳米尺度或者在分子水平上，通过化学键键合而成。它和传统的复合材料有重大意义上的区别。传统的复合材料是在宏观上即微米到毫米，甚至在更大尺度上将有机和无机相物理性地混合而成。传统复合材料，甚至纳米复合材料和杂化高分子复合材料的最大区别在于，杂化高分子复合材料所具有的有些新性质(性能)，在原始其各自组成的无机相和有机相都不具有。最近20多年来，有机-无机杂化高分子复合材料越来越强烈地引起了化学家，材料科学家以及工业界的兴趣。这些兴趣首先源自于材料学家们企图同时利用无机材料的优秀物理性能和有机材料加工简单的两种优势的愿望。而且，两种材料的化学键合，还可能产生一些新的，在原先无机和有机独自组份中都不具有的性能。相比较于传统的复合材料，甚至纳米复合材料，有机-无机杂化高分子复合材料具有如下明显优点：1、无机(原子或分子)簇所具有的光学，电学，磁学或其他特别性质可以被引入有机高分子的机体内；2、一般本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于它的主要组成成分包括：可聚合或可交联的硅倍半氧烷‑聚氨酯及其衍生物、可聚合或可交联的单体或齐聚体、固化辅助剂和/或添加剂。

【技术特征摘要】
1.一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于它的主要组成成分包括：可聚合或可交联的硅倍半氧烷-聚氨酯及其衍生物、可聚合或可交联的单体或齐聚体、固化辅助剂和/或添加剂。2.一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于它的主要组成成分按质量百分比计为：可聚合或可交联的硅倍半氧烷-聚氨酯及其衍生物5-90％、可聚合或可交联的单体或齐聚体10‐80％、固化辅助剂和/或添加剂0‐10％。3.根据权利要求1或2所述的一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述可聚合或可交联的硅倍半氧烷-聚氨酯及其衍生物通式为RmSinOa(OH)bXc，其中，m，n，a，b，c均表示原子或基团的个数，m，n为正整数，且n在2至100的范围内，m在0至3n的范围内，b，c均为非负整数，且满足b+c<3n，a为正实数，且a＝2n-0.5b-0.5c-0.5m；Si表示元素硅；OH表示羟基，X表示为可水解的功能团；R为有机基团，相同或者不同。4.根据权利要求3所述的一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述R含有一种或几种非活性或活性功能团，所述非活性基团包括但不限于：烷基、苯基、碳氟基，所述活性功能团包括但不限于：丙烯酰氧基烷基或芳香基，甲基丙烯酰氧基烷基或芳香基，烯烃基，芳香烃烯基，炔烃基，环烯烃基，环炔烃基，链式脂肪族环氧烷基，环状脂肪族环氧烷基，硫醇基以及肉桂酸基。5.根据权利要求4所述的一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述R中至少有一个含有一种或几种活性功能团；X为烷氧基或者卤原子。6.根据权利要求1或2所述的一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述可聚合或可交联的硅倍半氧烷-聚氨酯及其衍生物的制备方法，主要步骤如下：1)以有机硅烷和水作为反应物，进行水解和缩合反应，获得作为第一中间体；2)选择或者制备第二中间体，所述第二中间体含有能与硅羟基进行封端反应的官能团，并同时具有可聚合或可交联活性有机官能团；3)第二中间体对第一中间体进行硅羟基封端反应，生成可聚合或可交联的硅倍半氧烷-聚氨酯及其衍生物。7.根据权利要求6所述的一种有机-无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述第一中间体、第二中间体均为一种或者几种的混合物。8.根据权利要求6所述的一种有机-无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述有机硅烷的化学式表达为RmSiX4-m，其中，R包括但不限于：非活性基团烷基、苯基、碳氟基，活性基团丙烯酰氧基烷基或芳香基，甲基丙烯酰氧基烷基或芳香基，烯烃基，芳香烃烯基，炔烃基，环烯烃基，环炔烃基，链式脂肪族环氧烷基，环状脂肪族环氧烷基，硫醇基以及肉桂酸基；X表示可水解的功能团；m不大于3的正整数；Si表示元素硅。9.根据权利要求8所述的一种有机-无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述有机硅烷包括但不局限于有机烷氧基硅烷、有机卤硅烷。10.根据权利要求8所述的一种有机-无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述水解和缩合反应中，有机硅烷的摩尔数的总和与水摩尔数的比值为1.0:(1.0～6.5)；水解和缩合反应的时间范围为0～7天；温度范围为0～200℃。11.根据权利要求8所述的一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述第一中间体是完全缩合的笼状硅倍半氧烷，以及多种未完全缩合硅倍半氧烷的混合物。12.根据权利要求8所述的一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述第二中间体中能进行硅羟基封端反应的基团包括但不限于异氰酸酯基，酰卤基，硅卤基；所述可聚合或可交联活性有机官能团包括但不限于丙烯酰氧基烷基或芳香基，甲基丙烯酰氧基烷基或芳香基，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王执锴，王思哲，陈志华，
申请(专利权)人：武汉铌欧能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42