一种聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷及其制备方法技术

本发明专利技术属于有机硅高分子技术领域，公开了一种聚丁香酚‑苯基倍半硅氧烷，其结构为：

【技术实现步骤摘要】
一种聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷及其制备方法
本专利技术属于有机硅高分子
，具体涉及一种聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷及其制备方法。
技术介绍
聚碳酸酯(PC)具有较高的热变形温度和玻璃化温度，良好的坚韧性、透明性、阻燃性电绝缘和耐热性而广泛应用于汽车、光学器件，航空航天等领域。聚碳酸酯本身可以达到UL94-V2的阻燃等级，为了进一步提高聚碳酸酯的阻燃效果，通常是在PC中加入溴系阻燃剂、磷酸酯类阻燃剂、磺酸盐阻燃剂等，但这些阻燃剂各有其局限性。溴系阻燃剂含溴，耐变色，耐候性能不良；磷酸酯阻燃剂严重影响复合材料的热变形温度；磺酸盐易造成PC的降解。聚苯基倍半硅氧烷(PPSQ)是含有苯基倍半硅氧结构的聚合物，结构式为(PhSiO1.5)n。因其特殊的微观结构，具有优异的耐热、耐热氧化、耐候、耐化学等性能，可溶解于苯、四氢呋喃、二氯甲烷等有机溶剂，并能流延成无色透明、坚韧的薄膜，固化后具有优异的光学透明性和介电性能，在白光LED封装等光电子领域有着巨大的应用前景，同时，聚苯基倍半硅氧烷因其能促进PC在燃烧过程中的成碳也日益引起人们的关注并得到了越来越多的应用。但是普通的聚苯基倍半硅氧烷因与PC相容性不好存在影响复合材料的冲击强度的难题，另外，也因为这两者之间相容性不好，当材料处于较高的使用温度时，常常会造成聚苯基倍半硅氧烷析出而发雾现象。因此，需要研究新型的聚苯基倍半硅氧烷来解决这一问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够改善PC耐候性、阻燃性、抗冲击性的聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷。本专利技术的另一目的是提供聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷的制备方法。为达到上述目的之一，本专利技术采用以下技术方案：一种聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷，其结构为：其中X+Y+Z+W为10～40，且Y+Z+W>1。丁香酚的接枝率为8～14％。进一步地，X+Y+Z+W(聚合度)的值为30，其中丁香酚基团的接枝率为10％。一种制备上述聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷的方法，包括以下步骤：S1、巯丙基三烷氧基硅烷与苯基三烷氧基硅烷反应得到聚巯基-苯基倍半硅氧烷其中X+Y+Z+W为10～40，且Y+Z+W>1；S2、聚巯基-苯基倍半硅氧烷与丁香酚进行巯基-烯点击化学反应得到聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷。进一步地，所述S1包括以下步骤：S11、将巯基类三烷氧基硅烷与苯基三烷氧基硅烷两种单体混合均匀后加入到含阴离子表面活性剂及碱性催化剂的溶液中进行反应；S12、将反应产物固液分离后，所得沉淀洗涤、分离、干燥即得。进一步地，所述巯丙基三烷氧基硅烷为巯丙基三甲氧基硅烷或巯丙基三乙氧基硅烷，所述苯基三烷氧基硅烷为苯基三甲氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷。进一步地，所述巯基类三烷氧基硅烷与苯基三烷氧基硅烷的质量比为1：4～20；所述巯基类三烷氧基硅烷与苯基三烷氧基硅烷占反应液总质量的1～50％。进一步地，所述阴离子表面活性剂为烷基硫酸钾盐、烷基硫酸钠盐、烷基苯磺酸钠盐、烷基苯磺酸钾盐中的至少一种。进一步地，所述碱性催化剂为四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵或碱金属氢氧化物。进一步地，所述反应的时间为1～18h，反应的温度为0～80℃；所述溶液的溶剂为水。进一步地，所述巯基-烯点击化学反应是在250～400nm的紫外光下进行。进一步地，所述巯基-烯点击化学反应中加入1-羟基环己基苯基甲酮、二苯甲酮、2-甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、3，4-二甲基二苯甲酮、4，4’-双(二乙氨基)苯甲酮、安息香甲醚、安息香双甲醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香正丁醚、安息香异丁醚中的至少一种作为光敏剂。本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术通过在聚倍半硅氧烷链上引入活性很强的酚羟基，得到聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷，将其添加至聚碳酸酯中，通过酯交换法，熔融共聚制得聚碳酸酯-聚倍半硅氧烷共聚物，具有好的耐候性及阻燃性，提高了材料的冲击强度和抗析出性；而且聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷微粒粒径小至100nm，高度分散，提高了其在聚碳酸酯中的发散性。2、本专利技术的方法原料供应充足且工艺简单，首先合成含巯基官能团的聚倍半硅氧烷微球，然后通过巯基-烯点击化学反应得到产物。附图说明图1是实施例1中间体的核磁图谱；图2是实施例1产物的核磁图谱。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例11、聚巯基-苯基倍半硅氧烷的制备：室温下，于250L的三口烧瓶中加入150L水，1kg的十二烷基硫酸钠，1L的四甲基氢氧化铵的25wt％水溶液，将4L巯丙基三乙氧基硅烷和16L苯基三乙氧基硅氧烷混合均匀后，搅拌下滴加到三口烧瓶，2h加完后继续反应10h，离心分离，所得沉淀用水洗涤后再分离，经干燥后得粉末，其核磁图谱为图1，结构为：2、聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷的制备：在100L的三口瓶中加入聚巯基-苯基倍半硅氧烷粉末10kg，丁香酚2.5kg，机械搅拌下充分搅拌均匀，然后将用2LTHF溶解好的1-羟基环己基苯基甲酮加入其中，在波长为365nm的紫外灯光照下，室温反应2h。反应结束后，80℃下蒸干溶剂，用乙醇与水混合溶液洗涤后，离心分离再干燥得粉末，其核磁图谱为图2，结构为：X+Y+Z+W(聚合度)的值为30，其中丁香酚基团的接枝率为10％。实施例21、聚巯基-苯基倍半硅氧烷的制备：40℃下，于250L的三口烧瓶中加入120L水，1.2kg的十二烷基苯磺酸钠，1.4L的四乙基氢氧化铵的30wt％水溶液，将4kg巯丙基三乙氧基硅烷和16kg苯基三乙氧基硅氧烷混合均匀后，搅拌下滴加到三口烧瓶，2h加完后继续反应15h，离心分离，所得沉淀用水洗涤后再分离，经干燥后得粉末。2、聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷的制备：在100L的三口瓶中加入聚巯基-苯基倍半硅氧烷粉末10kg，丁香酚3kg，机械搅拌下充分搅拌均匀，然后将用2LTHF溶解好的二苯甲酮加入其中，在波长为300nm的紫外灯光照下，室温反应3h。反应结束后，80℃下蒸干溶剂，用乙醇与水混合溶液洗涤后，离心分离再干燥得粉末。结构通式参照实施例1，X+Y+Z+W(聚合度)的值为24，其中丁香酚基团的接枝率为13％。实施例31、聚巯基-苯基倍半硅氧烷的制备：30℃下，于250L的三口烧瓶中加入140L水，1.5kg的十二烷基苯磺酸钾，1.2L的四丁基氢氧化铵的25wt％水溶液，将5kg巯丙基三乙氧基硅烷和50kg苯基三甲氧基硅氧烷混合均匀后，搅拌下滴加到三口烧瓶，2h加完后继续反应8h，离心分离，所得沉淀用水洗涤后再分离，经干燥后得粉末。2、聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷的制备：在100L的三口瓶中加入聚巯基-苯基倍半硅氧烷粉末12kg，丁香酚4kg，机械搅拌下充分搅拌均匀，然后将用3LTHF溶解好的3，4-二甲基二苯甲酮加入其中，在波长为365nm的紫外灯光照下，室温反应4h。反应结束后，80℃下蒸干溶剂，用乙醇与水混合溶液洗涤后，离心分离再干燥得粉末。结构通式参照实施例1，X+Y+Z+W(聚合度)的值为38，其中丁香酚基团的接枝率为8％。实施例41、聚巯基-苯基倍半硅氧烷的制备：室温下，于250L的三口烧瓶中加入130L水，1.2kg的十二烷基硫酸钠，1.2L的氢氧化钠的20wt％水溶液，将3kg巯丙基三甲氧基硅烷和60kg苯基三乙氧基硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚丁香酚‑苯基倍半硅氧烷，其结构为：

【技术特征摘要】
1.一种聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷，其结构为：其中X+Y+Z+W为10～40，且Y+Z+W>1。2.一种权利要求1所述的聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、巯丙基三烷氧基硅烷与苯基三烷氧基硅烷反应得到聚巯基-苯基倍半硅氧烷其中X+Y+Z+W为10～40，且Y+Z+W>1；S2、聚巯基-苯基倍半硅氧烷与丁香酚进行巯基-烯点击化学反应得到聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷。3.根据权利要求2所述的聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述S1包括以下步骤：S11、将巯基类三烷氧基硅烷与苯基三烷氧基硅烷两种单体混合均匀后加入到含阴离子表面活性剂及碱性催化剂的溶液中进行反应；S12、将反应产物固液分离后，所得沉淀洗涤、分离、干燥即得。4.根据权利要求3所述的聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述巯丙基三烷氧基硅烷为巯丙基三甲氧基硅烷或巯丙基三乙氧基硅烷，所述苯基三烷氧基硅烷为苯基三甲氧基硅烷或苯基三乙氧基硅烷。5.根据权利要求3所述的聚丁香酚-苯基倍半硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述巯基类三烷氧基硅烷与苯基三烷氧基硅烷的质量比为1：4～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：石磊，乔晨光，钟国辉，
申请(专利权)人：深圳市山德实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44