一种含L‑POSS的耐高温硅烷交联剂及其制备方法与流程

本发明涉及一种交联剂及其制备方法，特别是涉及一种含L-POSS的耐高温硅烷交联剂及其制备方法。

背景技术：

交联剂是一种使多个线型分子键合成交联网状结构的物质，硅烷交联剂是交联剂中的一种，它是一类具有特殊结构的低分子有机硅化合物，硅烷各分子的硅醇与无机粉体颗粒表面上的羟基反应，又相互缔合齐聚形成网状结构，具备一定的交联作用，合成工艺及性能已经成熟，但硅烷做为交联剂，其具备的热力学性能不足，使其在一定领域的应用受到限制，故我们可以利用硅烷的衍生物来提升其热力学性能方面的不足。

因此我们关注到L-POSS具备优越的性能，它可与硅烷形成硅烷的衍生物。L-POSS是含有键能较大的Si-O键和Si-C键以及由庞大的梯形结构构成，是一种以Si-O为无机内核，分子间作用力较大的大分子，因此具有良好的的耐高温、耐压等性能，L-POSS单体结构的新颖性和高分子材料结构化为合成新颖的L-POSS基高分子提供了广阔的空间，在工程塑料、液晶材料以及低介电材料等领域的应用越来越广泛。

中国专利公开号为CN103044614A的发明专利申请使用了以一种硅烷偶联剂改性丙烯酸酯的制备方法，其引入硅烷偶联剂就是用来充当交联剂，得到的丙烯酸酯具有优异的耐水性和热稳定性，但是在根本上其耐高温性能、力学性能以及交联的效果并不理想，因此一种具备耐高温的交联剂的发明势在必行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种含L-POSS的耐高温硅烷交联剂及其制备方法，本发明交联剂为一种带有L-POSS结构的交联剂也可视为硅烷的衍生物，硅烷交联的耐热性会随着分子中L-POSS特殊结构的增加而提高，因此含有以上物质的新型交联剂能提高普通交联剂的分解温度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种含L-POSS的耐高温硅烷交联剂，所述耐高温硅烷交联剂的结构式如下：

。

所述的一种含L-POSS的耐高温硅烷交联剂，所述交联剂按重量份计含L-POSS的耐高温硅烷交联剂由以下组分构成：

硅烷： 100份；

L—POSS： 10~30份；

催化剂： 0. 2~0.3份；

引发剂： 0.2～0.6份。

所述的一种含L-POSS的耐高温硅烷交联剂，所述的硅烷交联剂为乙烯基硅烷偶联剂中的至少一种，优选乙烯基三甲氧基硅烷。

所述的一种含L-POSS的耐高温硅烷交联剂，所述的引发剂为过氧化苯甲酰（BPO）和过氧化二异丙苯（DCP）中的至少一种，优选过氧化苯甲酰。

所述的一种含L-POSS的耐高温硅烷交联剂，所述L—POSS是POSS中的一类为梯形网状POSS，其结构结构式如下。

所述的一种含L-POSS的耐高温硅烷交联剂，所述催化剂是叔胺类化合物包括：三乙胺、三正丙胺、三正丁胺、N,N- 二甲基丁胺、N,N- 二异丙基乙胺、N,N- 二甲基苯胺、N,N- 二甲基环己胺、N,N- 二乙基环己胺或 N,N- 二乙基苯胺。优选催化剂为三乙胺。

一种含L-POSS的耐高温硅烷交联剂制备方法，所述方法包括如下制备过程：

首先是形成原料，其次是在硅烷活性点引入L—POSS化学反应形成新型的交联剂；

（a）在装有回流冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的250ml 三口烧瓶上，水浴温度控制在60℃，冰盐水回流冷却，在反应瓶中加入20ml三乙氧基硅烷，一定量溶剂及铂催化剂，乙炔气体纯化干燥后调节流量缓慢通入，得到乙烯基三甲氧基硅烷；

（b）将乙烯基三甲氧基硅烷加入装有回流冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的250ml 三口烧瓶中，升温至60℃再同催化剂三乙胺、引发剂过氧化苯甲酰于搅拌器 (速度2000 转 /min) 中搅拌 25min，并缓慢加热，升温至 95℃，将L-POSS加入恒压滴液漏斗并缓慢滴加，同时进行搅拌，反应 4h；取出反应混合物停留活化 35min，用分液漏斗分离母液，得下层黏稠状产物，将该产物置于 100℃真空干燥箱中干燥约 3h，得到最终产物。

本发明的优点与效果是：

本发明的新型交联剂为一种带有L-POSS结构的交联剂也可视为硅烷的衍生物，硅烷交联的耐热性会随着分子中L-POSS特殊结构的增加而提高，因此含有以上物质的新型交联剂能提高普通交联剂的分解温度。

附图说明

图1是L-POSS与乙烯基三甲氧基硅烷的合成耐高温交联剂的反应方程式。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例 1 ：

将100份乙烯基三甲氧基硅烷加入装有回流冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的250ml 三口烧瓶中，升温至60℃再同0.25份催化剂三乙胺、0.4份引发剂过氧化苯甲酰于搅拌器 (速度2000 转 /min) 中搅拌25min，并缓慢加热，，升温至95℃，将15份L-POSS加入恒压滴液漏斗并缓慢滴加，同时进行搅拌，反应 4h。取出反应混合物停留活化35min，用分液漏斗分离母液，得下层黏稠状产物，将该产物置于100℃真空干燥箱中干燥约 3h，得到最终产物1，其最大分解温度为310~320。

实施例2：

将100份乙烯基三甲氧基硅烷加入装有回流冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的250ml 三口烧瓶中，升温至60℃再同0.25份催化剂三乙胺、0.4份引发剂过氧化苯甲酰于搅拌器 (速度2000 转 /min) 中搅拌25min，并缓慢加热，，升温至95℃，将20份L-POSS加入恒压滴液漏斗并缓慢滴加，同时进行搅拌，反应 4h。取出反应混合物停留活化35min，用分液漏斗分离母液，得下层黏稠状产物，将该产物置于100℃真空干燥箱中干燥约 3h，得到最终产物2，其最大分解温度为320~330

实施例 3 ：

将100份乙烯基三甲氧基硅烷加入装有回流冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的250ml 三口烧瓶中，升温至60℃再同0.25份催化剂三乙胺、0.4份引发剂过氧化苯甲酰于搅拌器 (速度2000 转 /min) 中搅拌25min，并缓慢加热，，升温至95℃，将25份L-POSS加入恒压滴液漏斗并缓慢滴加，同时进行搅拌，反应 4h。取出反应混合物停留活化35min，用分液漏斗分离母液，得下层黏稠状产物，将该产物置于100℃真空干燥箱中干燥约 3h，得到最终产物3，其最大分解温度为330~340。

实施例 4 ：

将100份乙烯基三甲氧基硅烷加入装有回流冷凝管、搅拌器和恒压滴液漏斗的250ml 三口烧瓶中，升温至60℃再同0.25份催化剂三乙胺、0.4份引发剂过氧化苯甲酰于搅拌器 (速度2000 转 /min) 中搅拌25min，并缓慢加热，，升温至95℃，将30份L-POSS加入恒压滴液漏斗并缓慢滴加，同时进行搅拌，反应 4h。取出反应混合物停留活化35min，用分液漏斗分离母液，得下层黏稠状产物，将该产物置于100℃真空干燥箱中干燥约 3h，得到最终产物4，其最大分解温度为340~350。

从上述检测结果可以看出，这种交联剂过程中反应条件温和，合成工艺简单,并且可知：在硅烷的基础上引入了L—POSS基团，使该交联剂的耐热分解温度提高，适用条件范围更大。

以上通过具体实施例对本发明进行了进一步说明，不过这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的保护范围构成任何限制。本领域技术人员理解，在不超出本发明的精神和保护范围的情况下，可以对本发明的技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均应落入本发明的保护范围内。本发明的保护范围以所附的权利要求为准。