本发明专利技术提供了一种梯形有机硅树脂、其制备方法及含有其的阻燃材料。所述梯形有机硅树脂具有式I或式II所示结构。所述梯形有机硅树脂的制备方法包括：含氨基硅烷偶联剂与二异氰酸酯反应，得到中间体；将所述中间体与硅烷单体反应，得到所述梯形有机硅树脂。本发明专利技术提供的梯形有机硅树脂，通过引入聚脲链段，使得所述梯形有机硅树脂兼具优异的阻燃性能与力学性能，其柔韧性好，与高分子材料具有较好的相容性，并且加入到高分子材料中能够提高材料的阻燃性，且不会导致高分子材料的力学性能大幅度降低。降低。
【技术实现步骤摘要】
一种梯形有机硅树脂、其制备方法及含有其的阻燃材料
[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种梯形有机硅树脂及其制备方法和应用。
技术介绍
[0002]梯形硅树脂是一种具有特殊刚性结构和梯形双链或多链结构的聚硅氧烷，其与单链的聚硅氧烷和体型交联的聚硅氧烷相比，耐热性、耐辐射性、耐化学性和力学等方面更为优异，这些性能使其具有广泛的应用前景。
[0003]梯形硅树脂近年来也被用于阻燃领域中，但是目前的梯形硅树脂还存在着机械性能不佳、与一般高分子材料的相容性不佳等问题，导致其应用受限。
[0004]例如CN101838394A公开一种高规整梯形聚苯基硅倍半氧烷及其制备方法，所述方法包括：苯基三氯硅烷、溶剂和去离子水混合，使苯基三氯硅烷水解，而后取上层，加入金属氯化物水溶液，升温，加入催化剂，在80～120℃回流，得固液混合物；过滤，在滤液中加沉淀剂，抽滤、洗涤、真空干燥得产物，为白色球形颗粒，直径在0.5～1μm，重均分子量为3000～8000。所述梯形聚苯基硅倍半氧烷桥基为氧桥基，结构中没有羟基，分子链规整度高，热稳定性好。但是所述梯形聚苯基硅倍半氧烷与高分子材料的相容性差，会影响高分子材料的透明性和力学性能。
[0005]CN1284513A公开一种由有机桥基梯形聚硅氧烷构成的管状结构材料，所述有机桥基梯形聚硅氧烷中的有机桥基包括13种结构。所述管状结构材料通过原位包埋或置换包埋方法进行制备，根据管状高分子的尺寸和化学亲和性的不同可以选择性地包埋与之相匹配的客体分子，从而形成多种超分子复合物并在分子器件，分子识别性的催化，分离以及新型光学材料和新型电学材料等领域有广泛的应用前景。但是，所述有机桥基梯形聚硅氧烷的耐热性稍差。
[0006]专利JP2005312503和JP2012005935中公开了梯形聚倍半硅氧烷作为具有较高耐热性、耐光性、及阻气性的光学元件保护材料的应用，然而由于其柔韧性较低、与一般高分子的相容性较差使得其在工业中的应用受限。
[0007]因此，开发一种与高分子材料相容性好、柔韧性好，兼具阻燃性能和力学性能的梯形有机硅树脂，是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0008]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种梯形有机硅树脂、其制备方法及含有其的阻燃材料。所述梯形有机硅树脂通过在桥基中引入聚脲链段，使得所述梯形有机硅树脂兼具优异的阻燃性能与力学性能，其柔韧性好、与高分子材料的相容性优异，能够提高高分子材料的阻燃性，且加入到高分子材料中不会影响高分子材料的力学性能。
[0009]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种梯形有机硅树脂，所述梯形有机硅树脂具有如下结构
中的任意一种：
[0011][0012]其中，R选自R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R
10
各自独立地选自H、取代或未取代的C1～C6直链或支链烷基、取代或未取代C1～C6烷氧基、取代或未取代苯基或羟基中任意一种；R
11
选自取代或未取代的C1～C6直链或支链亚烷基、取代或未取代的C6～C20亚芳基、取代或未取代的C6～C15亚环烷基、
‑
Ar1‑
L
‑
Ar2‑
中任意一种；Ar1、Ar2各自独立地选自取代或未取代的C6～C20亚芳基、取代或未取代的C6～C15亚环烷基中任意一种；L选自单键或亚甲基；R
12
、R
13
各自独立地选自取代或未取代的C1～C6直链或支链亚烷基、
‑
CH2CH2NHCH2CH2‑
、
‑
CH2CH2NHCH2CH2CH2‑
中任意一种；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R
10
、R
11
、R
12
、R
13
中取代的取代基包括卤素、未取代或卤代的C1～C6直链或支链烷基、羟基中任意一种；n为2～1000的整数；m为0～1000的整数。
[0013]本专利技术中，通过在梯形有机硅树脂的结构中引入聚脲结构，有利于提高梯形有机硅树脂的相容性、柔韧性、耐热性以及力学性能；使得所述梯形有机硅树脂兼具优异的阻燃性能和力学性能，与其它高分子材料具有优异的相容性，有利于提高其它高分子材料的阻燃性，且不会导致其它高分子材料力学性能的损失。并且聚脲结构与硅氧烷结构的极性相差较大，当聚脲结构位于桥基时，可与硅氧烷链段形成微相分离，提高树脂的力学性能，而聚脲结构位于侧链时，无法形成这样的结构，并且其更容易受到氧化和热降解，导致耐候性和耐热性下降。
[0014]本专利技术中，所述C1～C6直链或支链烷基包括C1、C2、C3、C4、C5、C6直链或支链烷基，示例性地包括但不限于甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基等。
[0015]优选地，所述C1～C6的烷氧基包括C1、C2、C3、C4、C5、C6烷氧基，示例性地包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基等。
[0016]本专利技术中，所述C1～C6直链或支链亚烷基包括C1、C2、C3、C4、C5、C6直链或支链亚烷基，示例性地包括但不限于亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丙基、亚丁基、亚异丁基、亚戊基、亚己基等。
[0017]优选地，所述C6～C20亚芳基包括C6、C7、C8、C9、C10、C12、C14、C16、C18芳基等，示例性地包括但不限于：亚苯基、亚联苯基、亚萘基、亚芴基、亚蒽基、亚茚基、亚菲基、亚芘基、亚苊基、亚三亚苯基、亚基、亚苊烯基、亚苝基等。
[0018]优选地，所述C6～C15亚环烷基包括C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14环烷基等，示例性地包括但不限于亚环己基、亚环庚基、亚环辛基等。
[0019]本专利技术中，所述卤素包括氟、氯、溴或碘；下文涉及到相同描述，具有相同的含义。
[0020]本专利技术中，所述“卤代”意指基团中的至少一个H被卤素(例如F、Cl、Br或I)取代。
[0021]优选地，n为2～1000的整数，例如可以为20、40、60、80、100、200、400、600、800等。从阻燃性和分散性的角度出发，更优选为10～200的整数。
[0022]优选地，R1、R2各自独立地选自取代或未取代的C1～C3直链或支链烷基、取代或未取代C1～C3烷氧基中任意一种。
[0023]优选地，R3、R4、R7、R8各自独立地选自取代或未取代的C1～C3直链或支链烷基、取代或未取代的苯基、羟基中任意一种。
[0024]优选地，R5、R6、R9、R
10
各自独立地选自取代或未取代的C1～C3直链或支链烷基、取代或未取代的苯基、羟基中任意一种。
[0025]优选地，R
11
选自亚己基、选自亚己基、中任意一种，其中，*表示连接位点。
[002本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种梯形有机硅树脂，其特征在于，所述梯形有机硅树脂具有如下结构中的任意一种：其中，R选自R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R
10
各自独立地选自H、取代或未取代的C1～C6直链或支链烷基、取代或未取代C1～C6烷氧基、取代或未取代苯基、羟基中任意一种；R
11
选自取代或未取代的C1～C6直链或支链亚烷基、取代或未取代的C6～C20亚芳基、取代或未取代的C6～C15亚环烷基、
‑
Ar1‑
L
‑
Ar2‑
中任意一种；Ar1、Ar2各自独立地选自取代或未取代的C6～C20亚芳基、取代或未取代的C6～C15亚环烷基中任意一种；L选自单键或亚甲基；R
12
、R
13
各自独立地选自取代或未取代的C1～C6直链或支链亚烷基、
‑
CH2CH2NHCH2CH2‑
、
‑
CH2CH2NHCH2CH2CH2‑
中任意一种；R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R
10
、R
11
、R
12
、R
13
中取代的取代基包括卤素、未取代或卤代的C1～C6直链或支链烷基、羟基中任意一种；n为2～1000的整数；m为0～1000的整数。2.根据权利要求1所述的梯形有机硅树脂，其特征在于，R1、R2各自独立地选自取代或未取代的C1～C3直链或支链烷基、取代或未取代C1～C3烷氧基中任意一种；优选地，R3、R4、R7、R8各自独立地选自取代或未取代的C1～C3直链或支链烷基、取代或未取代的苯基、羟基中任意一种；优选地，R5、R6、R9、R
10
各自独立地选自取代或未取代的C1～C3直链或支链烷基、取代或未取代的苯基、羟基中任意一种。3.根据权利要求1或2所述的梯形有机硅树脂，其特征在于，R
11
选自亚己基、选自亚己基、中任意一种，其中，*表示连接位点；
优选地，R
12
、R
13
各自独立地选自取代或未取代的C1～C3直链或支链亚烷基、
‑
CH2CH2NHCH2CH2‑
、
‑
CH2CH2NHCH2CH2CH2‑
中任意一种。4.根据权利要求1～3任一项所述的梯形有机硅树脂，其特征在于，所述梯形有机硅树脂的原料包括含氨基硅烷偶联剂、二异氰酸酯和硅烷单体；优选地，所述含氨基硅烷偶联剂包括γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、N
【专利技术属性】
技术研发人员：李信成，孙东明，陈楚宏，
申请(专利权)人：广州硅碳新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。