一种高折光材料及其合成方法技术

本发明专利技术涉及高折光材料技术领域，为解决基于聚倍半硅氧烷开发高折光材料时存在的易交联、易升华、不易溶、不易加工等问题，本发明专利技术提出了一种高折光材料及其合成方法，所述高折光材料为具有结构式如(I)所示的聚合物1，或者具有结构式如(II)所示的聚合物2，或者具有结构式如(III)所示的聚合物3，这种高折光材料具有优异热稳定性，并且不易升华、易溶于常见溶剂、易加工，可进一步进行化学修饰。

High refraction material and synthetic method thereof

The present invention relates to the technical field of high refractive index materials, in order to solve the problems of Polysilsesquioxanes development of high refractive material and easy crosslinking, Yi Shenghua, insoluble and not easy processing and so on, the invention provides a high refractive index material and its synthesis method, the high refractive index material has a structural formula as (I) polymer shown in 1, or has a structural formula as shown in (II) polymer 2, or has a structural formula as shown in the polymer (III) 3, the high refractive index material has excellent thermal stability, and easy sublimation, soluble in common solvents, easy processing, further chemical modification.

【技术实现步骤摘要】
一种高折光材料及其合成方法
本专利技术涉及高折光材料
，特别是涉及基于聚倍半硅氧烷的高折光材料。
技术介绍
高折光材料在发光二极管包封材料方面具有重要用途。聚倍半硅氧烷具有耐热、耐氧化、耐紫外光辐射等优点，是高折光材料中重要的高分子基体材料。聚倍半硅氧烷通常以笼型、环形、支化等结构用于开发高折光材料。但是，这些结构的聚倍半硅氧烷通常存在着易交联、易升华、不易溶、不易加工等缺点。如J-SKim等人发表在ChemistryofMaterials上的文章(ChemistryofMaterials，2010，22，3549-3555)，以两个多官能团化合物为原料制备得到高折光材料，但是合成过程中易发生交联，导致产品加工性能不佳。又如M.Unno等人发表在Organometallics上的文章(Organometallics，2014，33，4148-4151)证明笼型与环形聚倍半硅氧烷存在着易升华的问题。
技术实现思路
为解决基于聚倍半硅氧烷开发高折光材料时存在的易交联、易升华、不易溶、不易加工等问题，本专利技术提出了一种高折光材料及其合成方法，这种高折光材料具有优异热稳定性，并且不易升华、易溶于常见溶剂、易加工，可进一步进行化学修饰。本专利技术是通过以下技术方案实现的：所述高折光材料为具有结构式如(I)所示的聚合物1，或者具有结构式如(II)所示的聚合物2，或者具有结构式如(III)所示的聚合物3，上式中，X、Y、Z分别独立地选自氢、烷基、烯基、炔基、芳香基、环氧基、酯基、磺酸基、羧基、腈基、卤代烷基、卤代烯基、卤代炔基、巯基、硝基、胺基、C60中一种；R选自氢、烷基硅基、烯基硅基、炔基硅基、烷氧基硅基、芳香基硅基、环氧基硅基、酯基硅基、磺酸基硅基、羧基硅基、腈基硅基、卤代烷基硅基、卤代烯基硅基、卤代炔基硅基、巯基硅基、硝基硅基、胺基硅基、C60硅基中一种；a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、m、n、p、q为等于0或者大于0的整数。所述的高折光材料的合成方法为以下步骤：(1)结构式如(IV)所示的双甲板型多面体低聚倍半硅氧烷在催化剂A的催化下在有机溶剂中发生聚合反应，经过后处理，得到结构式如(I)所示的聚合物1。结构式如(IV)所示的双甲板型多面体低聚倍半硅氧烷的结构一边为氢，另一边为两个平行硅羟基。反应结构式为：(2)聚合物1与两键或三键化合物，在催化剂A的作用下在有机溶剂中反应，经过后处理，得到结构式如(II)所示的聚合物2，反应结构式为：(3)聚合物2与结构式如(V)所示的硅烷，在催化剂B的作用下在有机溶剂中反应，经过后处理，得到结构式如(III)所示的聚合物3，反应结构式为：结构式(V)中A选自卤素、拟卤素、氢、烷氧基中一种；B、C、D分别独立地选自氢、烷基、烯基、炔基、芳香基、环氧基、酯基、磺酸基、羧基、腈基、卤代烷基、卤代烯基、卤代炔基、巯基、硝基、胺基、C60中一种。上述结构式中，X、Y、Z分别独立地选自氢、烷基、烯基、炔基、芳香基、环氧基、酯基、磺酸基、羧基、腈基、卤代烷基、卤代烯基、卤代炔基、巯基、硝基、胺基、C60中一种；R选自氢、烷基硅基、烯基硅基、炔基硅基、烷氧基硅基、芳香基硅基、环氧基硅基、酯基硅基、磺酸基硅基、羧基硅基、腈基硅基、卤代烷基硅基、卤代烯基硅基、卤代炔基硅基、巯基硅基、硝基硅基、胺基硅基、C60硅基中一种；a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、m、n、p、q为等于0或者大于0的整数，上述有机溶剂选自烷烃、芳香烃、醚类、环醚类、酮类中一种或几种。作为优选，选自己烷、环己烷、甲苯、乙醚、丁醚、四氢呋喃、1，4-二氧六环、丙酮、甲基异丁基酮中一种或几种，所用的量为使溶质溶解的量。所述的催化剂A选自路易斯酸、金属单质、金属氧化物、金属盐、络合物中一种。作为优选，优选自硼、铁、钴、镍、钌、铑、铂、钯、锇、铱、金、银、铜、锡、锌、钛、镐、铬、锰、铟、镧系金属中一种元素的单质或者相应的化合物，步骤(1)中结构式如(IV)所示的双甲板型多面体低聚倍半硅氧烷与催化剂A的质量比为1∶0.001～1。步骤(2)中结构式如(I)所示的聚合物1与催化剂A的质量比为1∶0.001～1，两键或三键化合物与聚合物1的质量比为1∶0.001～10。作为优选，两键或三键化合物选自烯基、炔基、羰基化合物中一种。所述的催化剂B选自无机氨、有机胺、季铵碱，路易斯酸、金属单质、金属氧化物、金属盐、络合物中一种。作为优选，优选自氨水、三乙胺、三甲胺、吡啶、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵，以及硼、铁、钴、镍、钌、铑、铂、钯、锇、铱、金、银、铜、锡、锌、钛、镐、铬、锰、铟、镧系金属中一种元素的单质或者相应的化合物，步骤(3)中结构式如(V)所示的硅烷与催化剂B的质量比为1∶0.001～10，与结构式如(II)所示的聚合物2的质量比为1∶0.001～10。作为优选，每一步在有机溶剂中反应的反应温度为-20～140℃，反应时间为30分钟～24小时。作为优选，后处理过程为重结晶、沉淀、色谱、升华或者真空烘干。本专利技术以一边带有一个硅氢键，一边带有两个平行的端羟基的双甲板型多面体低聚倍半硅氧烷为原料，聚合得到聚合物主链结构为聚倍半硅氧烷，并带有支链和侧基官能团的高折光材料，高折光材料分别为聚合物1、聚合物2或者聚合物3，高折光材料在发光二极管包封材料方面具有重要用途。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：这种高折光材料具有优异热稳定性、不易升华、易溶于常见溶剂、易加工、可进一步进行化学修饰等优点。附图说明图1为实施例1中聚倍半硅氧烷的基质辅助飞行时间质谱图；图2为实施例1中聚倍半硅氧烷的凝胶渗透色谱图；图3为实施例1中聚倍半硅氧烷的氢谱核磁共振谱图；图4为实施例1中聚倍半硅氧烷的硅谱核磁共振谱图；图5为实施例1中聚倍半硅氧烷的透过率曲线；图6为实施例1中聚倍半硅氧烷的热失重曲线；图7为实施例4中聚倍半硅氧烷的凝胶渗透色谱图；图8为实施例4中聚倍半硅氧烷的硅谱核磁共振谱图；图9实施例4中聚倍半硅氧烷的热失重曲线；图10为实施例7中聚倍半硅氧烷的凝胶渗透色谱图；图11为实施例7中聚倍半硅氧烷的硅谱核磁共振谱图；图12实施例7中聚倍半硅氧烷的热失重曲线。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1：端基为硅氢键与硅羟基、侧基为苯基的高折光材料的合成-20℃，将含有0.01克三(五氟化苯)硼的10毫升1，4-二氧六环溶液缓慢滴加到装有10克一边为硅氢键，另一边为平行硅羟基、侧基为苯基的双甲板型多面体低聚倍硅氧烷与100毫升1，4-二氧六环的500毫升三口烧瓶中，然后搅拌反应30分钟，将反应液倾入500毫升甲醇中，有固体析出，过滤，得到白色固体(即聚合物1)，产率95％，产物折光率为1.5601。端基为硅氢键与硅羟基、侧基为苯基的高折光材料的基质辅助飞行时间质谱如图1所示，端基为硅氢键与硅羟基、侧基为苯基的高折光材料的凝胶渗透色谱图如图2所示，端基为硅氢键与硅羟基、侧基为苯基的高折光材料的氢谱核磁共振谱图如图3所示，端基为硅氢键与硅羟基、侧基为苯基的高折光材料的硅谱核磁共振谱图如图4所示，端基为硅氢键与硅羟基、侧基为苯基的高折光材料的透过率曲线如图5所示，端基为硅氢键与硅羟基、侧基为苯基的高折光材料的热失本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高折光材料，其特征在于，所述高折光材料为具有结构式如(I)所示的聚合物1，或者具有结构式如(II)所示的聚合物2，或者具有结构式如(III)所示的聚合物3，

【技术特征摘要】
1.一种高折光材料，其特征在于，所述高折光材料为具有结构式如(I)所示的聚合物1，或者具有结构式如(II)所示的聚合物2，或者具有结构式如(III)所示的聚合物3，上式中，X、Y、Z分别独立地选自氢、烷基、烯基、炔基、芳香基、环氧基、酯基、磺酸基、羧基、腈基、卤代烷基、卤代烯基、卤代炔基、巯基、硝基、胺基、C60中一种；R选自氢、烷基硅基、烯基硅基、炔基硅基、烷氧基硅基、芳香基硅基、环氧基硅基、酯基硅基、磺酸基硅基、羧基硅基、腈基硅基、卤代烷基硅基、卤代烯基硅基、卤代炔基硅基、巯基硅基、硝基硅基、胺基硅基、C60硅基中一种；a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、m、n、p、q为等于0或者大于0的整数。2.一种如权利要求1所述的高折光材料的合成方法，其特征在于，所述的合成方法为以下步骤：(1)结构式如(IV)所示的双甲板型多面体低聚倍半硅氧烷在催化剂A的催化下在有机溶剂中发生聚合反应，经过后处理，得到结构式如(I)所示的聚合物1；(2)聚合物1与两键或三键化合物，在催化剂A的作用下在有机溶剂中反应，经过后处理，得到结构式如(II)所示的聚合物2；(3)聚合物2与结构式如(V)所示的硅烷，在催化剂B的作用下在有机溶剂中反应，经过后处理，得到结构式如(III)所示的聚合物3，上式中，X、Y、Z分别独立地选自氢、烷基、烯基、炔基、芳香基、环氧基、酯基、磺酸基、羧基、腈基、卤代烷基、卤代烯基、卤代炔基、巯基、硝基、胺基、C60中一种；R选自氢、烷基硅基、烯基硅基、炔基硅基、烷氧基硅基、芳香基硅基、环氧基硅基、酯基硅基、磺酸基硅基、羧基硅基、腈基硅基、卤代烷基硅基、卤代烯基硅基、卤代炔基硅基、巯基硅基、硝基硅基、胺基硅基、C60硅基中一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泽，田堃，杨雄发，郝超伟，来国桥，蒋剑雄，邱化玉，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33