专利名称：多官能poss改性硅橡胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及多官能POSS改性硅橡胶及其制备方法，特别涉及四种多官能POSS改性硅橡胶及其制备方法。属于功能高分子材料和纳米复合材料的制备领域。
背景技术：
笼型低聚倍半硅氧烷(POSS)是由无机S1-O框架和外围有机基团共同组成的一类直径为l-3nm的分子级中空笼型纳米化合物。该有机-无机纳米中空笼型结构集纳米材料、有机高分子材料和无机材料的优异性能为一体，其分子的可设计性和所带官能团较高的反应性使POSS复合材料具有易于裁剪的性质，在空间材料、光电材料、生物医用、催化剂等诸多领域具有巨大的应用前景。目前，POSS的合成方法主要有水解缩合法，缺角闭环法，官能团转化法，POSS改性聚硅氧烷的方法主要有物理共混法和化学共聚法。与硅树脂相比，硅橡胶是一种交联密度较小，交联点间分子链段(M。)较长的弹性体材料，如何提高其耐热性和力学性能，一直是改性硅橡胶的一个技术难题。Guirong Pan和Y.R.Liu分别通过溶液共混(Guirong Pan; James E.Mark; Daleff.J.Polym.Sc1., Part B: Polym.Phys., 2003，41(24): 3314-3323.)和熔融共混(Y.R.Liu; Y.D.Huang; L.Liu.Compos.Sc1.Tech., 2007,67 (13): 2864-2876.)制备了 POSS改性硅树脂。由于POSS在聚硅氧烷基体中容易聚集，难于均匀分散，从而使硅树脂的力学性能变差。在共混过程中采用超声处理可以使POSS均匀分散在聚硅氧烷中，抗压强度得到明显提高，但POSS极易从体系中析出，使硅树脂稳定性变差(James P Lewicki;Mogon Patel ;Paul Morrell ;John Liggat ;Julian Murphy ;Richard Pethrick.Sc1.Technol.Adv.Mater.9 (2008) 024403)。Y.R.Li u采用缩合聚合法，制备了以三羟基POSS为交联点及单羟基POSS为悬垂体的两种 POSS 改性甲基娃树脂(Y.R.Liu; Y.D.Huang; L.Liu.Comp0.Sc1.Tech.,2007，67 (13): 2864 - 2876.)，发现POSS可以提高材料的热稳定性。Dongzhi Chen以八乙烯基POSS的衍生物为交联剂,采用缩聚反应制备了室温固化娃橡胶(Dongzhi Chen;Jiaorong Nie.Polymer Degradation and Stability, 2010, 95 (4):618-626.),结果表明POSS通过增加交联点密度可提高其抗张强度。Hyun-Soo Ryu利用硅氢加成法制备了以 POSS 为悬垂体的 POSS 改性娃树脂(Hyun-Soo Ryu; Dong-Gyun Kim; Jong-Chan Lee.Polymer, 2010, 51(11): 2296 - 2304.)，发现POSS的引入可以提高硅树脂的热稳定性。国内外大量研究工作表明:以物理共混改性聚硅氧烷时，由于POSS的纳米效应，极易团聚，很容易产生宏观相分离；即使控制共混工艺条件使其均匀分散，POSS也极易从体系中析出。通过化学键连接可使POSS以分子水平均匀地分散在聚合物基体中，且体系结构稳定，能有效提高聚合物基体的力学性能、热稳定性、耐热性及阻燃性。目前POSS改性硅树脂的报道较多，但通过化学共聚成功制备POSS改性硅橡胶的报道较少，技术路线也较为单一。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供多官能POSS改性硅橡胶的技术路线及其制备方法，其特点是为了克服物理共混中POSS在聚合物基体中分散不均匀，易团聚甚至产生宏观相分离，从而导致聚合物的结构不稳定，性能易于劣化的缺点。通过化学共聚将笼型POSS引入聚硅氧烷分子链中，使POSS与聚硅氧烷基体之间通过化学键连接，不仅提高了 POSS与聚硅氧烷基体的相容性，有效地解决了 POSS在聚硅氧烷基体中分散不均匀的难题，同时大幅提高了复合硅橡胶的结构稳定性，获得具有优异性能的POSS改性硅橡胶。本发明的目的由以下技术措施得以实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。多官能POSS改性硅橡胶的结构式如下:(I)单官能POSS接枝改性硅橡胶的结构式为
权利要求
1.多官能POSS改性硅橡胶，其特征在于该改性硅橡胶的结构式如下:(1)单官能POSS接枝改性硅橡胶的结构式为
2.如权利要求1所述多官能POSS改性硅橡胶的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤: (I)单官能POSS接枝改性硅橡胶的制备 (i)制备POSS接枝聚硅氧烷齐聚物的化学反应式如下:
3.如权利要求1所述多官能POSS改性硅橡胶，其特征在于该改性硅橡胶可用于汽车、电子、建筑方面以及航天航空等技术领域。
全文摘要
本发明公开了多官能POSS改性硅橡胶及其制备方法，其特点是通过化学共聚分别将含有单/双/三/四个活性官能团的POSS引入到聚硅氧烷分子链中，得到POSS作为悬垂基团、嵌段和交联点的POSS改性硅橡胶。本发明制备的POSS改性硅橡胶，POSS以真正的分子水平均匀分散在硅橡胶基体中，具有优异的耐高低温性、机械性能、介电性能，可用于汽车、电子、建筑方面以及空间材料、国防、航天航空尖端技术领域。
文档编号C08J3/24GK103113592SQ20131000403
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月7日 优先权日2013年1月7日
发明者黄光速, 曲艳斌, 刘玉峰, 石芸慧, 李家丽, 张典, 郑静, 吴锦荣 申请人:四川大学