无机颗粒‑聚硅氧烷复合物、包含复合物的分散体和固体材料、以及制备方法与流程

技术特征：

1.无机颗粒-聚硅氧烷复合物，其包含无机颗粒和至少部分接枝至所述颗粒表面的含有SiR²R³O_2/2和SiR⁴R⁵R⁶O_1/2单元的聚硅氧烷，所述无机颗粒具有通过动态光散射法测量的体积基准颗粒尺寸分布中的1至200nm的50％累积颗粒尺寸，所述聚硅氧烷任选地经由含有SiR¹O_3/2单元的硅氧烷涂覆层结合至所述无机颗粒表面，由SiR¹O_3/2、SiR²R³O_2/2和SiR⁴R⁵R⁶O_1/2单元表示的硅氧烷成分的合计为20至20,000重量份，按每100重量份的所述无机颗粒计，

其中，R¹独立地为氢或选自以下的基团：C₁-C₂₀烷基、C₂-C₂₀烯基、C₆-C₂₀芳基和具有至多50个硅原子的(聚)二甲基甲硅烷氧基，它们可以被(甲基)丙烯酰基、环氧乙烷基、氨基、巯基、异氰酸酯基团或氟基团取代，R²、R³、R⁴和R⁵各自独立地为氢或选自以下的基团：C₁-C₂₀烷基、C₂-C₂₀烯基、C₆-C₂₀芳基和具有至多50个硅原子的(聚)二甲基甲硅烷氧基，它们可以被(甲基)丙烯酰基、环氧乙烷基、或氟基团取代，R⁶为氢或选自以下的基团：C₁-C₂₀烷基、C₂-C₂₀烯基、C₆-C₂₀芳基、具有至多50个硅原子的(聚)二甲基甲硅烷氧基、C₁-C₁₀烷氧基和羟基，它们可以被(甲基)丙烯酰基、环氧乙烷基、或氟基团取代。

2.根据权利要求1所述的无机颗粒-聚硅氧烷复合物，其中所述无机颗粒包含至少一种选自以下的化合物：氧化铝、氧化铈、氧化钛、氧化锌、氧化铟锡、氧化锆、氧化锡、氧化铁和氧化硅。

3.根据权利要求1所述的无机颗粒-聚硅氧烷复合物，其中所述无机颗粒具有核/壳结构，其具有包含选自氧化铝、氧化铈、氧化钛、氧化锌、氧化铟锡、氧化锆、氧化锡和氧化铁中的至少一种化合物的核和围绕所述核的氧化硅的壳。

4.根据权利要求1所述的无机颗粒-聚硅氧烷复合物，其中在通过²⁹Si核磁共振(NMR)光谱法分析时，计算归属于全部D单元(SiR²R³O_2/2)的NMR信号的积分值(ΣD)和归属于全部M单元(SiR⁴R⁵R⁶O_1/2)的NMR信号的积分值(ΣM)，且ΣD/ΣM的比例为至少3。

5.分散体，其包含在介质中的根据权利要求1所述的无机颗粒-聚硅氧烷复合物。

6.根据权利要求5所述的分散体，其中所述介质为选自戊烷、己烷、庚烷、壬烷、癸烷、苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯和聚硅氧烷化合物中的至少一种化合物。

7.根据权利要求6所述的分散体，其中所述聚硅氧烷化合物为选自以下的至少一种化合物：六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷和十二甲基环六硅氧烷。

8.根据权利要求6所述的分散体，其中所述聚硅氧烷化合物为在25℃具有50至100,000mm²/s的动态粘度的聚二甲基硅氧烷。

9.固体材料，其包含根据权利要求1所述的无机颗粒-聚硅氧烷复合物。

10.根据权利要求9所述的固体材料，其还包含粘结剂，所述粘结剂为有机硅树脂或硅橡胶。

11.用于制备根据权利要求1所述的无机颗粒-聚硅氧烷复合物的方法，包括如下步骤：

(a)提供无机颗粒在极性有机溶剂中的分散体，所述无机颗粒具有通过动态光散射法测量的1至200nm的体积基准50％累积颗粒尺寸，和

(b)混合所述分散体与至少一种具有通式(1)的环状硅氧烷，并使混合物中的所述环状硅氧烷进行开环聚合，

其中，R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰、R¹¹和R¹²各自独立地为氢或选自以下的基团：C₁-C₂₀烷基、C₂-C₂₀烯基、C₆-C₂₀芳基和具有至多50个硅原子的(聚)二甲基甲硅烷氧基，它们可以被(甲基)丙烯酰基、环氧乙烷基、或氟基团取代，n为0至10的整数。

12.根据权利要求11所述的方法，其中步骤(a)包括将具有1至200nm的体积基准50％累积颗粒尺寸的无机颗粒用硅烷化合物和/或其(部分)水解缩合物表面处理并将所述颗粒分散在极性有机溶剂中。

13.根据权利要求11所述的方法，其中步骤(a)中的极性有机溶剂为选自以下的至少一种溶剂：甲醇、乙醇、异丙醇和正丙醇。

14.根据权利要求11所述的方法，其中步骤(b)在酸催化剂或碱催化剂的存在下进行。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述环状硅氧烷为选自以下的至少一种化合物：六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷和2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷。

16.根据权利要求11所述的方法，其中步骤(b)包括环状硅氧烷在作为聚合物扩链组分的硅烷化合物和/或其水解缩合物以基于环状硅氧烷计至多1摩尔当量的量存在下的开环聚合，所述硅烷化合物具有通式(2)：

R¹³R¹⁴Si(OR¹⁵)₂ (2)

其中，R¹³和R¹⁴各自独立地为氢或选自以下的基团：C₁-C₂₀烷基、C₂-C₂₀烯基、C₆-C₂₀芳基和具有至多50个硅原子的(聚)二甲基甲硅烷氧基，它们可以被(甲基)丙烯酸酰基、环氧乙烷基或氟基团取代，和R¹⁵为氢或具有至多6个碳原子的烷基。

17.根据权利要求11所述的方法，其中步骤(b)包括环状硅氧烷在作为聚合物链终端组分的硅化合物相对于每100重量份所述环状硅氧烷以至多100重量份的量存在下的开环聚合，所述硅化合物具有通式(3)或(4)：

R¹⁶R¹⁷R¹⁸Si(X) (3)

R¹⁶R¹⁷R¹⁸SiOSiR¹⁶R¹⁷R¹⁸ (4)

其中，R¹⁶、R¹⁷和R¹⁸各自独立地为氢或选自以下的基团：C₁-C₂₀烷基、C₂-C₂₀烯基、C₆-C₂₀芳基和具有至多50个硅原子的(聚)二甲基甲硅烷氧基，它们可以被(甲基)丙烯酰基、环氧乙烷基或氟基团取代，X为选自烷氧基、烯丙基、乙酰氧基、烯醇和氯的基团。

18.根据权利要求11所述的方法，还包括步骤(c)：在步骤(b)之后除去极性有机溶剂。

19.根据权利要求11所述的方法，还包括在步骤(b)之后的步骤(d)：添加式(1)的环状硅氧烷、式(2)的聚合物扩链组分和/或者式(3)或(4)的聚合物链终端组分，并再次进行反应。