專(zhuān)利名稱(chēng)：一種聚碳酸酯—環(huán)氧硅油共聚物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚碳酸酯一環(huán)氧硅油是在19世紀(jì)60年代中期首次公布的。這類(lèi)聚合物具 有突出的耐熱性、耐候性和阻燃性能，在低溫下具有高抗沖性。聚碳酸酯-Si 材料現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于窗、屋頂、接觸式透鏡的領(lǐng)域。 一些末端接少許硅氧烷的 雙酚已證實(shí)可與聚碳酸酯形成共聚物。 一些特定的聚硅氧烷已證實(shí)可通過(guò)硅氫 化作用由二甲基硅氧垸與丁香酚(4-烯丙基-2-甲氧基苯酚)得到。聚碳酸酯一 環(huán)氧硅油可以通過(guò)不同的途徑合成，包括界面光氣化、熱聚合。根據(jù)硅氧烷的 長(zhǎng)度不同，共聚物可以做成透明的、半透明的和不透明的。目前，國(guó)外聚碳酸 酯-硅氧烷共聚物均是利用酚端基和側(cè)基硅油，通過(guò)酯交換法合成有機(jī)硅一聚碳 酸酯共聚物，例如日本Kaneka Corporation專(zhuān)利、德國(guó)拜耳的專(zhuān)利等。另外 GE專(zhuān)利還記載了熔融酯交換合成光盤(pán)級(jí)透明阻燃聚碳酸酯/有機(jī)硅共聚物的方 法。
環(huán)氧化合物與一般醚不同，它是一類(lèi)非常活潑的化合物，這種活潑性主要 來(lái)自于三元環(huán)的高度張力，只有開(kāi)環(huán)才能解除張力，所以開(kāi)環(huán)是環(huán)氧化合物的 主要反應(yīng)。環(huán)氧化合物可被多種試劑開(kāi)環(huán)，反應(yīng)既可在酸性條件，也可在堿性 條件下進(jìn)行。利用環(huán)氧基的反應(yīng)活性使硅油與有機(jī)高分子鍵合可以獲得聚合物 一環(huán)氧化合物的共聚物。本發(fā)明即采用烯丙基縮水甘油醚與低含氫硅油，在鉑 催化劑作用下進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)，制備了環(huán)氧改性硅油；然后再利用環(huán)氧改型硅油與羥端基的聚碳酸酯反應(yīng)，合成了聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物及其制備方法。 本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下-
一種聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物，其結(jié)構(gòu)式為
其中，n、 m、 x均為大于等于l的整數(shù)。
聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物的制備方法按以下方法進(jìn)行
A)共聚物合成
(1) 把環(huán)氧改性硅油加入一種氯垸溶劑中溶解，得到濃度為0. lg/ml-lg/ml 的環(huán)氧改性硅油溶液；
(2) 在同一種氯垸溶劑中加入羥基聚碳酸酯，攪拌溶解，其濃度控制在 0. lg/ml-2g/ml;
(3) 在上述羥基聚碳酸酯溶液中加入質(zhì)量濃度為10%的催化劑溶液，加入 量為羥基聚碳酸酯溶液體積的1%-5%，加熱到溫度范圍為30-9(TC，攪拌溶解 至少10分鐘；
(4) 在攪拌條件下，于一個(gè)小時(shí)內(nèi)，將在(1)步驟中已配置好的環(huán)氧改 性硅油溶液，緩慢滴入步驟(3)制得的羥基聚碳酸酯溶液中，環(huán)氧改性硅油溶 液加入量為羥基聚碳酸酯溶液體積的10%_100%;(5) 完全加入后，攪拌反應(yīng)一小時(shí)以上； B)分離提純
(6) 將上述溶液過(guò)濾，除去不溶物；
(7) 將過(guò)濾后的溶液沖入體積為過(guò)濾后溶液1-20倍的正己烷中，聚碳酸 酯一環(huán)氧硅油共聚物白色沉淀析出，過(guò)濾洗滌；
(8) 將得到的聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物沉淀在與上述步驟(1)中相同 的氯烷中溶解，在正己烷中沉淀洗滌，至少反復(fù)三次，得到聚碳酸酯一環(huán)氧硅 油共聚物沉淀；
(9) 將得到聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物沉淀8(TC烘干至少1小時(shí)，即制得 聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物。
更進(jìn)一步的方案是所述的環(huán)氧改性硅油的分子結(jié)構(gòu)為
mn均為大于等于l的整數(shù)。
更進(jìn)一步的方案是所述的聚碳酸酯分子結(jié)構(gòu)為:
n為大于等于l的整數(shù)。
更進(jìn)一步的方案是..所使用的氯烷溶劑為二氯乙垸、二氯甲烷、三氯乙烷、 三氯甲烷、四氯乙烷中的一種。
更進(jìn)一步的方案是所使用的催化劑溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液中的一種。
聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物一方面具有有機(jī)硅聚合物的優(yōu)良耐高低溫、耐 候候性、介電性，本質(zhì)阻燃等特點(diǎn)，另一方面可有效改善聚合物鏈段運(yùn)動(dòng)能力， 從而在各方面大幅提高聚碳酸酯的性能，比如改善聚碳酸酯的加工流動(dòng)性、缺 口敏感性、阻燃性、低溫沖擊性能等。根據(jù)有機(jī)硅鏈段長(zhǎng)度和比重的不同，共 聚物可以作成透明的、半透明的和不透明的，可以廣泛應(yīng)用于電子電氣、建筑、 包裝、醫(yī)療器械、光學(xué)儀器、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域，尤其是高透明性及高沖擊強(qiáng)度 領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種新的聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物及其制備方法，為人 們了解和使用聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物開(kāi)拓了一種新的思路和途徑。
具體實(shí)施例方式
聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物由環(huán)氧硅油上的環(huán)氧基開(kāi)環(huán)共聚而成。環(huán)氧化 合物是一類(lèi)非常活潑的化合物，這種活潑性主要來(lái)自于三元環(huán)的高度張力，只 有開(kāi)環(huán)才能解除張力，環(huán)氧化合物可被多種試劑開(kāi)環(huán)，反應(yīng)既可在酸性條件， 也可在堿性條件下進(jìn)行。
把環(huán)氧改性硅油和羥端基聚碳酸酯溶解在氯烷溶劑中，在催化劑作用下，
環(huán)氧開(kāi)環(huán)共聚；再經(jīng)過(guò)分離、提純得到有機(jī)硅/聚碳酸酯共聚物。該步的反應(yīng)方 程式如下<formula>formula see original document page 9</formula>
下面以具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。
把10g環(huán)氧改性硅油加入lOOmL 二氯乙烷中溶解，得環(huán)氧改性硅油溶液。 在裝有溫度計(jì)、攪拌器的三口瓶中，加入二氯乙垸250mL、羥基聚碳酸酯40g， 攪拌使之溶解；隨后加入5mL質(zhì)量濃度為10%的氫氧化鈉溶液，加熱至5(TC， 攪拌半小時(shí)。然后，把lOOmL環(huán)氧改性硅油溶液在一個(gè)小時(shí)內(nèi)，緩慢滴入三口 瓶?jī)?nèi)；之后再攪拌反應(yīng)四小時(shí)；得粗共聚物。
分離提純，過(guò)濾，除去不溶物；將過(guò)濾后的溶液沖入1L正己烷中，聚碳酸 酯一環(huán)氧硅油共聚物白色沉淀析出，過(guò)濾洗滌；將得到的聚碳酸酯一環(huán)氧硅油 共聚物沉淀再次在二氯乙烷中溶解，在正己烷中沉淀洗滌，反復(fù)三次；將得到 的聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物沉淀8(TC烘干8小時(shí)，制得純凈的聚碳酸酯一環(huán) 氧硅油共聚物。
實(shí)施例1:
實(shí)施例2:把50g環(huán)氧改性硅油加入lOOmL 二氯乙烷中溶解，得環(huán)氧改性硅油溶液。 在裝有溫度計(jì)、攪拌器的三口瓶中，加入二氯乙烷250mL、羥基聚碳酸酯400g， 攪拌使之溶解；隨后加入10mL109&氫氧化鉀溶液，加熱至80'C,攪拌10分鐘。 然后，把前面所配制的環(huán)氧改性硅油溶液在一個(gè)小時(shí)內(nèi)，緩慢滴入三口瓶?jī)?nèi)； 之后再攪拌反應(yīng)八小時(shí)；得粗共聚物。
分離提純，過(guò)濾，除去不溶物；將過(guò)濾后的溶液沖入2L正己烷中，聚碳酸 酯一環(huán)氧硅油共聚物白色沉淀析出，過(guò)濾洗滌；將得到的聚碳酸酯一環(huán)氧硅油 共聚物沉淀再次在二氯乙烷中溶解，在正己烷中沉淀洗滌，反復(fù)三次；將得到 的聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物80'C烘干12小時(shí)，制得純凈的聚碳酸酯一環(huán)氧 硅油共聚物。
實(shí)施例3:
把10g環(huán)氧改性硅油加入10mL二氯乙垸中溶解，得環(huán)氧改性硅油溶液。在 裝有溫度計(jì)、攪拌器的三口瓶中，加入二氯乙烷250mL、羥基聚碳酸酯40g，攪 拌使之溶解；隨后加入5mL109&氫氧化鈉溶液，加熱至50'C，攪拌半小時(shí)。然后， 把上述環(huán)氧改性硅油溶液在一個(gè)小時(shí)內(nèi)，緩慢滴入三口瓶?jī)?nèi)；之后再攪拌反應(yīng) 四小時(shí)；得粗共聚物。
分離提純，過(guò)濾，除去不溶物；將過(guò)濾后的溶液沖入1L正己烷中，聚碳酸 酯一環(huán)氧硅油共聚物白色沉淀析出，過(guò)濾洗滌；將得到的聚碳酸酯一環(huán)氧硅油 共聚物沉淀再次在二氯乙烷中溶解，在正己烷中沉淀洗滌，反復(fù)三次；將得到 的聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物沉淀8(TC烘干8小時(shí)，制得純凈的聚碳酸酯一環(huán) 氧硅油共聚物。
權(quán)利要求
1、一種聚碳酸酯-環(huán)氧硅油共聚物，其特征在于所述聚碳酸酯-環(huán)氧硅油共聚物的結(jié)構(gòu)式為其中，n、m、x均為大于等于1的整數(shù)。
2、應(yīng)用權(quán)利要求1的一種聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物的制備方法，其特征在于依次按照如下步驟-A) 共聚物合成(1) 把環(huán)氧改性硅油加入一種氯烷溶劑中溶解，得到濃度為0. lg/ml-lg/ml 的環(huán)氧改性硅油溶液；(2) 在同一種氯烷溶劑中加入羥基聚碳酸酯，攪拌溶解，其濃度控制在 0.lg/ml-2g/ml;(3) 在上述羥基聚碳酸酯溶液中加入質(zhì)量濃度為10%的催化劑溶液，加入 量為羥基聚碳酸酯溶液體積的1%-5。％，加熱到溫度范圍為30-9(TC，攪拌溶解 至少10分鐘；(4) 在攪拌條件下，于一個(gè)小時(shí)內(nèi)，將在(1)步驟中已配置好的環(huán)氧改 性硅油溶液，緩慢滴入步驟(3)制得的羥基聚碳酸酯溶液中，環(huán)氧改性硅油溶 液加入量為羥基聚碳酸酯溶液體積的10%_100%;(5) 完全加入后，攪拌反應(yīng)一小時(shí)以上；B) 分離提純(6) 將上述溶液過(guò)濾，除去不溶物；(7) 將過(guò)濾后的溶液沖入體積為過(guò)濾后溶液1-20倍的正己烷中，聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物白色沉淀析出，過(guò)濾洗滌；(8) 將得到的聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物沉淀在與上述步驟(1)中相同 的氯烷中溶解，在正己垸中沉淀洗滌，至少反復(fù)三次，得到聚碳酸酯一環(huán)氧硅 油共聚物沉淀；(9) 將得到聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物沉淀8(TC烘干至少1小時(shí)，即制得 聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物的制備方法，其 特征在于所述的環(huán)氧改性硅油的分子結(jié)構(gòu)為c逸 f ca 、 f ^ (ift 、 i氏/ (6A。-im、 n均為大于等于l的整數(shù)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物的制備方法，其 特征在于所述的聚碳酸酯分子結(jié)構(gòu)為n為大于等于l的整數(shù)。
5、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚碳酸酯一環(huán)氧硅油的制備方法，其特征在 于所使用的氯烷溶劑為二氯乙垸、二氯甲烷、三氯乙烷、三氯甲烷、四氯乙垸 中的一種。
6、根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚碳酸酯一環(huán)氧硅油共聚物的制備方法，其 特征在于所使用的催化劑溶液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液中的一種。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聚碳酸酯—環(huán)氧硅油共聚物及其制備方法，該聚碳酸酯—環(huán)氧硅油共聚物結(jié)構(gòu)式為上式，其中，n、m、x均為大于等于1的整數(shù)；其制備方法包括共聚物合成和分離提純兩個(gè)大的步驟。本發(fā)明提供了一種新的聚碳酸酯—環(huán)氧硅油共聚物及其制備方法，為人們了解和使用聚碳酸酯—環(huán)氧硅油共聚物開(kāi)拓了一種新的思路和途徑。
文檔編號(hào)C08G81/00GK101307144SQ20081004541
公開(kāi)日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者倪海鷹, 軍 陳 申請(qǐng)人:四川大學(xué)