一種uv光固化的聚硅氧烷及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于UV固化的含丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物的結(jié)構(gòu)通式及其制備方法，包括以下步驟將丙烯酰氧烴基三（三烷基硅氧基）硅烷或甲基丙烯酰氧烴基三（三烷基硅氧基）硅烷與環(huán)硅氧烷在酸性催化劑存在下進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)，得到含有丙烯酰氧烴基的支鏈型聚硅氧烷或甲基丙烯酰氧烴基的支鏈型聚硅氧烷；（2）加入一定量的水繼續(xù)反應(yīng)一段時間；（3）將反應(yīng)后混合物加有機(jī)溶劑后進(jìn)行水洗、分離、干燥和除溶劑，得到純凈產(chǎn)物。這種方法可以方便地調(diào)整產(chǎn)物的分子量、粘度，從而設(shè)計(jì)出不同聚合度的支鏈型高分子，滿足不同場合的需要。
【專利說明】—種UV光固化的聚硅氧烷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種改性聚硅氧烷化合物，特別涉及一種用于UV光固化的含丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一般而言，有機(jī)聚硅氧烷作為配方組分可以賦予或加強(qiáng)涂料或樹脂某些特性，如消泡性、防水性、可分離性、防污性、潤滑性、耐熱性、防冰性、電絕緣性、耐火性等性質(zhì)。尤其聚醚改性的聚硅氧烷，憎水性聚硅氧烷與親水性聚醚相結(jié)合可以促進(jìn)樹脂在涂料中乳化和分散。對于丙烯酸酯改性聚硅氧烷和甲基丙烯酸酯改性聚硅氧烷而言，由于含有熱致或光致固化的活性基團(tuán)，固化后會表現(xiàn)出聚硅氧烷的特性。因此，聚醚改性聚硅氧烷和丙烯酸酯改性聚硅氧烷以及甲基丙烯酸酯改性聚硅氧烷在涂料、油墨、樹脂等中均有應(yīng)用，主要作為涂料添加劑(如流平劑、防結(jié)塊劑、分散劑和消泡劑)、表面處理劑(賦予制品疏水性、熱穩(wěn)定性、潤滑性和彈性)或樹脂改性劑。
[0003]最初，商品化的有機(jī)硅丙烯酸酯通過氯硅烷與羥烴基丙烯酸酯縮合反應(yīng)得到。這種方法不但生成大量的鹽類，而且未反應(yīng)的單體會影響產(chǎn)物性能，其另一個缺陷是生成的S1-O-C鍵對于水解穩(wěn)定性差。
[0004]通過環(huán)氧基有機(jī)硅與丙烯酸進(jìn)行酯化反應(yīng)可以生成穩(wěn)定的S1-C鍵，從而解決水解穩(wěn)定性差的問題，且沒有鹽類副產(chǎn)物。其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也有更大的自由度。
[0005]通過羥烴基有機(jī)硅直接與丙烯酸進(jìn)行酯化反應(yīng)，同樣也可以得到丙烯酸酯改性的聚硅氧烷。
[0006]通過將含氫聚硅氧烷與多官能有機(jī)丙烯酸酯進(jìn)行一步硅氫加成反應(yīng)，可以方便地得到丙烯酸酯修飾的聚硅氧烷。
[0007]以上方法，均是在有機(jī)硅氧烷主鏈結(jié)構(gòu)已經(jīng)構(gòu)建好的前提下，對其進(jìn)行官能修飾，其反應(yīng)實(shí)質(zhì)是有機(jī)化學(xué)方法在有機(jī)硅中的延伸。本發(fā)明則利用有機(jī)硅化學(xué)中的陽離子引發(fā)的開環(huán)聚合反應(yīng)特點(diǎn)，采用特殊結(jié)構(gòu)的支鏈型丙烯酸酯硅氧烷小分子與環(huán)硅氧烷單體在酸性催化劑催化下，生成具有丙烯酸酯基的特定支鏈結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于UV固化的含丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物，這種化合物與各種熱或光固化組分高度互溶，可以作為添加劑加入膜或樹脂配方中，產(chǎn)品固化后會表現(xiàn)出有機(jī)硅固有的性質(zhì)，如防水性、防污性和潤滑性能等。
[0009]本發(fā)明所要解決的另一個技術(shù)問題是提供一種合成上述支鏈型聚硅氧烷化合物的方法，這種方法是采用含官能基小分子支鏈型硅氧烷與環(huán)硅氧烷進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)。通過調(diào)控兩者比例，可以方便地調(diào)整產(chǎn)物的分子量、粘度，從而設(shè)計(jì)出不同聚合度的支鏈型高分子，滿足不同場合的需要。[0010]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種用于UV固化的含丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物，其特征在于該化合物具有下述結(jié)構(gòu)通式:
【權(quán)利要求】
1.一種用于UV固化的含丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物，其特征在于該化合物具有下述結(jié)構(gòu)通式:

2.一種用于UV固化的含丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物的制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將丙烯酰氧烴基三(三有機(jī)基硅氧烷基)硅烷或甲基丙烯酰氧烴基三(三有機(jī)基硅氧烷基)硅烷與環(huán)硅氧烷在酸性催化劑存在下進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)，得到含有丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷； (2)加入一定量的水繼續(xù)反應(yīng)一段時間； (3)向反應(yīng)后混合物體系中加入有機(jī)溶劑，然后進(jìn)行水洗、分離、干燥和除溶劑，得到純凈產(chǎn)物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于UV固化的含丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物的制備方法，其特征在于所述步驟(1)還可以是將環(huán)硅氧烷在酸性催化劑存在下進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)，再對其以丙烯酰氧烴基三(三有機(jī)基硅氧烷基)硅烷或甲基丙烯酰氧烴基三(三有機(jī)基硅氧烷基)硅烷進(jìn)行平衡化和封端，得到含有丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于UV固化的含丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物的制備方法，其特征在于所述環(huán)硅氧烷的化學(xué)通式為
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于UV固化的含丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物制備方法，其特征在于步驟(1)所述環(huán)硅氧烷包括但不限于:六甲基環(huán)二硅氧烷、I，3, 5- 二甲基環(huán)二硅氧烷、I，3, 5-二乙烯基_1，3, 5-二甲基環(huán)二硅氧烷、I，3,5- 二甲基-1, 3, 5- 二苯基環(huán)二硅氧烷、TK苯基環(huán)二硅氧烷、I，3, 5, 7-四甲基環(huán)四硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、1，3，5，7-四甲基環(huán)四硅氧烷、1，3，5，7-四甲基-1，3，5，7-四乙烯基環(huán)四硅氧烷、1，3，5，7-四甲基-1，3，5，7-四苯基環(huán)四硅氧烷、八苯基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧燒、I，3, 5, 7,9-五甲基環(huán)五硅氧烷、I, 3, 5, 7,9-五甲基-1, 3, 5, 7,9-五乙烯基環(huán)五娃氧燒、I, 3, 5, 7,9-五甲基-1, 3, 5, 7,9-五苯基環(huán)五硅氧烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于UV固化的含丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物的制備方法，其特征在于步驟(1)所述反應(yīng)的反應(yīng)溫度優(yōu)選為30~70 0C，所述環(huán)硅氧烷為一種或任意幾種環(huán)硅氧烷的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于UV固化的含丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物的制備方法，其特征在于步驟(1)所述酸性催化劑為磷酸、硫酸、對甲基苯磺酸、三氟甲磺酸、三氟乙酸、氯化鋁、三氯化鐵、五氧化二磷或氯硅烷中的一種或任意幾種的混合物，加入量為步驟(1)中丙烯酰氧烴基三(三有機(jī)基硅氧烷基)硅烷或甲基丙烯酰氧烴基三(三有機(jī)基硅氧烷基)硅烷與環(huán)硅氧烷總質(zhì)量的0.01~10%。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于UV固化的含丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物的制備方法，其特征在于步驟(2)所述加水量優(yōu)選為步驟(1)反應(yīng)后反應(yīng)混合物體系總質(zhì)量的0.5%-5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于UV固化的含丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物的制備方法，其特征在于步驟(3)所述有機(jī)溶劑為在本發(fā)明方法的條件下不與原料物發(fā)生反應(yīng)，不與水混溶，并且可與所述原料物及產(chǎn)物混溶的任何非質(zhì)子性有機(jī)溶劑，包括但不限于:飽和的脂肪族烴:正戊烷、己烷、正庚烷、異辛烷和十二烷；環(huán)狀脂肪族烴:環(huán)戊烷和環(huán)己烷；芳香族烴:苯、甲苯、二甲苯和均三甲苯滷代烷烴:三氯乙烷；鹵代芳香族烴:溴苯和氯苯，其加入量為步驟(2)反應(yīng)后反應(yīng)混合物體系總質(zhì)量的80~100% .
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于UV固化的含丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的支鏈型聚硅氧烷化合物制備方法，其特征在于步驟(3)中所述分離采用分液法，分液的次數(shù)為3~5次，至分液后水溶液的PH值為6~7。
【文檔編號】C08G77/14GK103554500SQ201310518962
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月29日
【發(fā)明者】陳維, 張學(xué)超, 王建斌, 陳田安 申請人:煙臺德邦先進(jìn)硅材料有限公司