CN103145994B - 一种梯形聚硅氧烷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种梯形聚硅氧烷及其制备方法。制备得到磷杂菲三烷氧基硅烷后，再合理选择另一种含有活性基团的硅烷偶联剂，采用直接混合水解的方法，通过分阶段控制体系的水解速率制备梯形聚硅氧烷，摒弃了须使用脱除性模板的现行工艺，有效避免了后处理中脱除模板的过程，操作工艺得到简化，并提高了产率。通过控制两种单体的加入量可控制磷杂菲和活性基团的比例，针对具体的应用需求调控梯形聚硅氧烷的结构，具有更广泛的应用前景。本发明所提供的梯形聚硅氧烷含有较大量的磷杂菲结构，有利于在低含量下达到高阻燃性能；所制备的梯形聚硅氧烷含有氨基基团，在聚合物的多功能化与高性能化、新型高分子材料的合成与制备等方面具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚硅氧烷，特别涉及一种同时含有磷杂菲结构和氨基基团的梯形聚硅氧烷及其制备方法。
背景技术
梯形聚硅氧烷作为一种由三官能团的硅氧链节（T链节）组成的双链状结构的新型有机-无机杂化高分子，以其良好的电绝缘性、防水性和光学透明性，突出的耐热、耐水、耐候和耐化学性能以及高机械强度等，在航空航天、国防军事等多个尖端领域显示出广阔的应用前景。
目前，已见诸报道的梯形聚硅氧烷的种类比较有限，主要有梯形聚苯基硅氧烷、梯形聚甲基硅氧烷、有机桥基梯形聚硅氧烷、梯形聚环氧基硅氧烷和梯形聚芳香酯基硅氧烷。另一方面，梯形聚硅氧烷的合成普遍存在步骤繁多且产率较低。具体而言，Tang等人通过氢键自组装和π-π堆积作用合成了一种有机桥基梯形聚甲基硅氧烷，产物的热稳定性较好，且便于制成薄膜，加工性能良好，但是其合成步骤繁多，产物提取过程复杂，可操作性不强（参见文献：Jin Sun, Huadong Tang, Jinqiang Jiang, Ping Xie, Rongben Zhang, PengFei Fu, Qiang Wu, H-bonging assisted template synthesis of a novel ladder-like organo-bridged polymethylsiloxane. Polymer 2003; 44: 2867-2874）。Zhang等人通过硅氢反应制备了一种环氧基-甲基梯形聚倍半硅氧烷，用以改性环氧树脂，提高了树脂基体的耐热性和耐候性，然而，其制备过程须首先合成梯形聚甲基氢倍半硅氧烷，该前期产物的合成条件不易控制，且产率不高（参见文献：Ming Cao, Ze Li, Yong Zhang, Ping Xie, Rongben Zhang, Yuhui Lin, Neal Taishung Chung, Synthesis and characterization of ladder-like copolymethylepoxysilsesquixane. Reactive & Functional Polymers 2000; 45: 119-130）。Dai等人运用逐步偶联聚合合成了一种芳香酯基梯形聚倍半硅氧烷，可以作为一些先进功能性材料（如：催化剂载体和高分子固体电解质）的前驱体，但是，其同样存在合成过程繁琐，产率较低的缺点（参见文献：Shengxiang Ji, Hui Xu, Xiaoshu Zhou, Daorong Dai, Preparation of a new ladderlike oligosilsesquioxane with lateral aryl ester group. Reactive & Functional Polymers 2001; 50: 23-31）。
为了克服梯形聚硅氧烷合成中存在的步骤繁多且产率较低的不足，中国发明专利（CN102167831A）公开了一种官能化梯形聚倍半硅氧烷及其制备方法，该方法省略了传统逐步偶联合成法中的氨解过程，通过单体的直接水解制备梯形聚苯基/甲基硅氧烷，该制备过程克服了以往合成工序繁琐，成本高且容易凝胶的缺点。但是，所制备的梯形聚硅氧烷是通过与端基反应将活性基团引入梯形结构中，所以要获得既具有特性官能团又具有活性基团的梯形聚硅氧烷需要进行两个阶段的反应，且梯形结构中活性基团仅位于其两端，含量较低。
值得指出，梯形聚硅氧烷的重要用途之一是新型高性能聚合物的制备与改性，而优良的阻燃性能成为当今高性能聚合物的重要特征之一。此外，为了保证该类有机-无机杂化高分子在聚合物基体中具备良好的分散性，梯形聚硅氧烷应含有活性官能团。但是，目前具有阻燃特性、并带有反应活性强的活性官能团的梯形聚硅氧烷未见报道。也没有简单易行的制备方法适于制备该类新型梯形聚硅氧烷。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中梯形聚硅氧烷合成过程繁琐、产率较低的不足，提供一种具有优良的阻燃改性效果的梯形聚硅氧烷，及操作工艺简单、适用性广、产率高的制备方法。
实现本发明目的所采用的技术方案是提供一种梯形聚硅氧烷，它同时含有磷杂菲结构和氨基基团，梯形聚硅氧烷中的磷含量大于7.5 wt%；所述的梯形聚硅氧烷的结构式为：
式中，为省略的链段；
R为R1或R2，其中，
梯形聚硅氧烷分子链中同时含有R1和R2，且R1在梯形聚硅氧烷分子链同侧不相邻；所述梯形聚硅氧烷的分子量为900～3000000。
一种制备如上所述的梯形聚硅氧烷的方法，包括如下步骤：
1、在惰性气体保护下，按摩尔比0.9:1～1.1:1将9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与含有乙烯基的硅烷偶联剂混合，得到混合物A；
2、将质量比为1:50～1:100的引发剂与混合物A混合，得到混合物B；
3、按质量浓度0.2～0.5 g/mL将混合物B溶解于溶剂S1中，在30～120℃的条件下恒温搅拌2～20小时，反应结束后，减压蒸馏去除溶剂，得到含磷杂菲结构的硅烷偶联剂；
4、在惰性气体保护下，按质量比1:1～1:3，将含磷杂菲结构的硅烷偶联剂与含氨基的硅烷偶联剂混合，得到混合物C；按质量比1:50～1:100将催化剂与混合物C混合，得到混合物D；按质量浓度0.2～0.5 g/mL将混合物D与溶剂S2混合；在室温下搅拌0.5～3小时后升温至40～100℃，恒温搅拌0.5～10小时，反应结束后，得到混合物E；
5、按体积比1:5～1:20，将混合物E缓慢滴入溶剂S3，析出白色沉淀，过滤、洗涤、干燥，得到梯形聚硅氧烷。
所述的惰性气体为氩气、氮气或氦气。
所述的含有乙烯基的硅烷偶联剂为乙烯基二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二环己基甲腈、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或其组合。
所述的引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸特丁酯中的一种或其组合。
所述的含氨基的硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷或3-氨丙基三乙氧基硅烷。
所述的催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠的甲醇溶液。
所述的溶剂S1为C1～C3的醇、丙酮、乙腈、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺或其组合。
所述的溶剂S2 或S3为去离子水、C1～C3的醇、丙酮、乙腈、三氯甲烷或其组合。
与现有技术相比，本发明所取得的有益效果是：
1、采用直接混合水解的方法制备梯形聚硅氧烷，先制备磷杂菲三烷氧基硅烷，再合理选择另一种含有活性基团的硅烷偶联剂。通过分阶段控制体系的水解速率制备梯形聚硅氧烷，摒弃了须脱除性模板的使用，有效避免了后处理中脱除模板的过程。因此，该方法不仅有效避免了繁琐的反应过程、简化了操作工艺，提高了产率。同时，通过控制两种单体的加入量可以控制磷杂菲和活性基团的比例，使得可以针对具体的应用调控梯形聚硅氧烷的结构，具有更广泛的应用前景。
2、与现有的梯形聚硅氧烷相比，本发明所提供的梯形聚硅氧烷含有磷杂菲结构，且含磷量高，有利于在低含量下达到高阻燃性能。所制备的梯形聚硅氧烷含有氨基基团，使得其在聚合物的多功能化与高性能化、新型高分子材料的合成与制备等方面具有广阔的应用前景。
3、所提供的梯形聚硅氧烷的制备方法原材料来源广泛。
附图说明
图1是本发明实施例提供的含磷杂菲结构的硅烷偶联剂、3-氨丙基三乙氧基硅烷和梯形聚硅氧烷的FT-IR谱图；
图2是本发明实施例提供的梯形聚硅氧烷的1H-NMR谱图；
图3是本发明实施例提供的梯形聚硅氧烷的29Si-NMR谱图；
图4是本发明实施例提供的梯形聚硅氧烷的XRD谱图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
（1）在氮气保护下，将1.9g 9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）、1.9g 乙烯基三乙氧基硅烷、0.08g 偶氮二异庚腈和10mL 二甲基甲酰胺加入烧瓶，在120℃下反应2小时。反应结束后，减压蒸馏去除溶剂，得到含磷杂菲结构的硅烷偶联剂。
（2）在氮气保护下，将3g 含磷杂菲结构的硅烷偶联剂、3g 3-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1g 氢氧化钠的甲醇溶液（0.1mg/mL）、2mL去离子水与16mL甲醇加入烧瓶，在室温下反应0.5小时；而后升温至40℃反应10小时。反应结束后，按照体积比1:5将产物缓慢滴入甲醇中沉淀得到白色粉末，经过滤、洗涤、干燥，得到梯形聚硅氧烷，其分子量为22360，磷含量为7.6 wt%。其FT-IR，XRD，1H-NMR，29Si-NMR谱图分别如图1，2，3和4所示。
参见附图1，图为本实施例提供含磷杂菲结构的硅烷偶联剂、3-氨丙基三乙氧基硅烷和梯形聚硅氧烷的FT-IR谱图和梯形聚硅氧烷的1H-NMR谱图。由图可知，含磷杂菲结构的硅烷偶联剂与3-氨丙基三乙氧基硅烷在1036～1190 cm-1处呈现出Si-O-C键的伸缩振动峰，而梯形聚硅氧烷在1100 cm-1附近裂分为两个梯形结构中-Si-O-Si-键的振动吸收峰（1139和1041 cm-1），表明成功获得了梯形结构的聚硅氧烷。此外，对比三者的FT-IR图可以看出，磷杂菲梯形聚硅氧烷的FT-IR图中出现了Si-OH（3437cm-1），同时也出现了与3-氨丙基三乙氧基硅烷和磷杂菲结构的硅烷偶联剂相似的吸收峰，包括-NH2（3359cm-1）、苯环（1600、1450cm-1）、P-CH2-（1406cm-1）和P=O（1233cm-1）的特征吸收峰，表明成功制备了同时具有磷杂菲结构和氨基基团的梯形聚硅氧烷。
参见附图2，图为本实施例提供的梯形聚硅氧烷的1H-NMR谱图。7.12～8.39 ppm和0.59～2.87 ppm分别为苯环和-CH2-上氢的化学位移，表明所合成的梯形聚硅氧烷中含有磷杂菲结构和氨基基团。
参见附图3，图为本实施例提供的梯形聚硅氧烷的29Si-NMR谱图。由图中可知，梯形聚硅氧烷在-82.0和-80.7 ppm处呈现出T3单元（T3单元是已经完全缩合的Si原子，不连接有羟基基团，连接有三个硅氧硅结构。图3中A、B为T3单元）的化学位移，而在-75.9和-74.7 ppm处出现T2单元（T2单元是连接有一个羟基官能团和两个硅氧硅结构的Si原子。图2中C、D为T2单元）的化学位移，表明所制备的聚硅氧烷为梯形结构。
参见附图4，图为本实施例提供的梯形聚硅氧烷的XRD谱图。XRD谱图在2θ=6°、12°和21°处分别出现了三个峰，它们分别是梯形聚硅氧烷中梯形规整结构的分子链内（0.5、0.7 nm）和分子链间（1.4 nm）距离的反映，表明所合成的聚硅氧烷具有规整的梯形结构，且磷杂菲结构在梯形聚硅氧烷分子链同侧不相邻。
综合以上分析，可以得出结论，所合成的物质为梯形聚硅氧烷，且同时含有磷杂菲结构和氨基基团。
用本实施例提供的梯形聚硅氧烷制备改性双马来酰亚胺树脂：称取45.7g N,N’-4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺和34.3g O,O’-二烯丙基双酚A在135℃下于烧杯中，机械搅拌预聚15min，得到棕黄色透明澄清液体；在液体中加入4g本实施例制备的梯形聚硅氧烷，机械搅拌预聚15min，得到预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，于135℃下抽真空30min，再分别按照150℃/2h+180℃/2h+200℃/2h+220℃/2h和230℃/4h工艺进行固化和后处理，即得梯形聚硅氧烷改性双马来酰亚胺树脂。所制备的梯形聚硅氧烷改性双马来酰亚胺树脂的阻燃性能参见表1。
比较例1，制备双马来酰亚胺树脂：称取45.7g N,N’-4,4’-二苯甲烷双马来酰亚胺和34.3g O,O’-二烯丙基双酚A在135℃下于烧杯中，机械搅拌预聚30min，得到棕黄色透明澄清预聚物。将预聚物倒入预热好的模具中，于135℃下抽真空30min，再分别按照150℃/2h+180℃/2h+200℃/2h+220℃/2h和230℃/4h工艺进行固化和后处理，即得双马来酰亚胺树脂。所制备的双马来酰亚胺树脂的阻燃性能参见表1。
表1为比较例1制备的双马来酰亚胺树脂与本实施例制备的梯形聚硅氧烷改性双马来酰亚胺树脂的阻燃性能。
| 试样 | 极限氧指数（%） | 点燃时间（s） | 平均热释放速率（kW m-2） |
| 比较例1树脂 | 27 | 144 | 125.5 |
| 本实施例改性树脂 | 41 | 165 | 73.4 |
由表1可以看出，梯形聚硅氧烷的加入可以有效提高双马来酰亚胺树脂的阻燃性能。实施例1所制备的梯形聚硅氧烷改性的双马来酰亚胺树脂的极限氧指数是纯树脂的1.5倍，而平均热释放速率仅为纯树脂的58%，且较纯树脂具有更长的点燃时间，说明本发明制备的梯形聚硅氧烷在提高树脂阻燃性方面具有显著效果。
实施例2
（1）在氩气保护下，将2.4g9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、1.9g乙烯基二甲氧基硅烷、0.7g偶氮二异丁腈和5mL 甲醇、5mL 乙腈加入烧瓶，在60℃下反应20小时。反应结束后，减压蒸馏去除溶剂，得到含磷杂菲结构的硅烷偶联剂。
（2）在氩气气保护下，将3g含磷杂菲结构的硅烷偶联剂、9g 3-氨丙基三甲氧基硅烷、0.1g 氢氧化钾的甲醇溶液（0.1mg/mL）、2mL 去离子水与15mL 丙酮、15mL乙腈和10mL三氯甲烷加入烧瓶，在室温下反应1.5小时；而后升温至55℃反应7小时。反应结束后，按照体积比1:10将产物缓慢滴入甲醇中沉淀得到白色粉末，经过滤、洗涤、干燥，得到梯形聚硅氧烷，其分子量为37980，磷含量为8.7 wt%。
实施例3
（1）在氦气保护下，将2.06g 9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、1.9g 乙烯基三乙氧基硅烷、0.02g 偶氮二异丁腈、0.02g 偶氮二异庚腈和20mL二氯甲烷加入烧瓶，在60℃下反应10小时。反应结束后，减压蒸馏去除溶剂，得到含磷杂菲结构的硅烷偶联剂。
（2）在氦气保护下，将3g 含磷杂菲结构的硅烷偶联剂、3g 3-氨丙基三甲氧基硅烷、0.1g 氢氧化钾的甲醇溶液（0.1mg/mL）、2mL去离子水、20mL乙醇和20.5mL 丙醇加入烧瓶，在室温下反应2小时；而后升温至50℃反应10小时。反应结束后，按照体积比1:15将产物缓慢滴入丙酮、乙腈和三氯甲烷的混合溶液中沉淀得到白色粉末，经过滤、洗涤、干燥，得到梯形聚硅氧烷，其分子量为49360，磷含量为7.9 wt%。
实施例4
（1）在氦气保护下，将1.9g 9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、1.9g γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.03g 过氧化十二酰、0.05g 过氧化苯甲酸特丁酯、5mL丙醇、2mL 二氯甲烷、和5mL 甲醇加入烧瓶，在60℃下反应6小时。反应结束后，减压蒸馏去除溶剂，得到含磷杂菲结构的硅烷偶联剂。
（2）在氦气保护下，将3g 含磷杂菲结构的硅烷偶联剂、3g 3-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1g 氢氧化钠的甲醇溶液（0.1mg/mL）、2mL去离子水与20mL三氯甲烷加入烧瓶，在室温下反应3小时；而后升温至80℃反应4小时。反应结束后，按照体积比1:20将产物缓慢滴入甲醇中沉淀得到白色粉末，经过滤、洗涤、干燥，得到梯形聚硅氧烷，其分子量为15648，磷含量为8.1 wt%。
实施例5
（1）在氮气保护下，将2.4g 9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、1.9g 乙烯基三乙氧基硅烷、0.02g 过氧化二苯甲酰、0.02过氧化十二酰和10mL甲苯、5mL 四氢呋喃加入烧瓶，在60℃下反应8小时。反应结束后，减压蒸馏去除溶剂，得到含磷杂菲结构的硅烷偶联剂。
（2）在氮气气保护下，将3g 含磷杂菲结构的硅烷偶联剂、5g 3-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1g 氢氧化钠的甲醇溶液（0.1mg/mL）、1mL去离子水与10mL 甲醇和10mL 乙腈加入烧瓶，在室温下反应2小时；而后升温至100℃反应0.5小时。反应结束后，按照体积比1:10将产物缓慢滴入甲醇中沉淀得到白色粉末，经过滤、洗涤、干燥，得到梯形聚硅氧烷，其分子量为13436，磷含量为7.6 wt%。
实施例6
（1）在氮气保护下，将1.9g 9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、1.9g 乙烯基三乙氧基硅烷、0.04g 偶氮二环己基甲腈、0.04g 偶氮二异丁酸二甲酯和6mL四氢呋喃、4mL 二甲基甲酰胺加入烧瓶，在60℃下反应6小时。反应结束后，减压蒸馏去除溶剂，得到含磷杂菲结构的硅烷偶联剂。
（2）在氮气保护下，将3g 含磷杂菲结构的硅烷偶联剂、4g 3-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1g 氢氧化钠的甲醇溶液（0.1mg/mL）、1mL去离子水与16mL丙酮、4mL乙腈加入烧瓶，在室温下反应1小时；而后升温至80℃反应2小时。反应结束后，按照体积比1:10将产物缓慢滴入三氯甲烷中沉淀得到白色粉末，经过滤、洗涤、干燥，得到梯形聚硅氧烷，其分子量为13144，磷含量为8.2 wt%。
实施例7
（1）在氮气保护下，将2.1g 9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、1.9g 乙烯基二甲氧基硅烷、0.07g 偶氮二异丁腈和10mL甲苯加入烧瓶，在60℃下反应6小时。反应结束后，减压蒸馏去除溶剂，得到含磷杂菲结构的硅烷偶联剂。
（2）在氮气保护下，将3g 含磷杂菲结构的硅烷偶联剂、6g 3-氨丙基三甲氧基硅烷、0.1g 氢氧化钾的甲醇溶液（0.1mg/mL）、1mL 去离子水与25mL 正丙醇加入烧瓶，在室温下反应2.5小时；而后升温至65℃反应5小时。反应结束后，按照体积比1:20将产物缓慢滴入乙醇中沉淀得到白色粉末，经过滤、洗涤、干燥，得到梯形聚硅氧烷，其分子量为132960，磷含量为7.7 wt%。
实施例8
（1）在氮气保护下，将1.9g 9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、1.9g 乙烯基三乙氧基硅烷、0.08g 偶氮二异丁腈和10mL正丙醇加入烧瓶，在100℃下反应10小时。反应结束后，减压蒸馏去除溶剂，得到含磷杂菲结构的硅烷偶联剂。
（2）在氮气保护下，将3g 含磷杂菲结构的硅烷偶联剂、3g 3-氨丙基三甲氧基硅烷、0.1g 氢氧化钾的甲醇溶液（0.1mg/mL）、1mL 去离子水与10mL正丙醇加入烧瓶，在室温下反应1.5小时；而后升温至75℃反应6小时。反应结束后，按照体积比1:10将产物缓慢滴入乙醇中沉淀得到白色粉末，经过滤、洗涤、干燥，得到梯形聚硅氧烷，其分子量为171300，磷含量为7.7 wt%。
实施例9
（1）在氩气保护下，将2.4g 9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、1.9g γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.08g 过氧化二苯甲酰和15mL 甲醇加入烧瓶，在60℃下反应8小时。反应结束后，减压蒸馏去除溶剂，得到含磷杂菲结构的硅烷偶联剂。
（2）在氩气气保护下，将3g 含磷杂菲结构的硅烷偶联剂、9g 3-氨丙基三甲氧基硅烷、0.1g 氢氧化钾的甲醇溶液（0.1mg/mL）、2mL 去离子水与30mL 甲醇加入烧瓶，在室温下反应0.5小时；而后升温至65℃反应8小时。反应结束后，按照体积比1:5将产物缓慢滴入乙醇中沉淀得到白色粉末，经过滤、洗涤、干燥，得到梯形聚硅氧烷，其分子量为249180，磷含量为8.1 wt%。
实施例10
（1）在氮气保护下，将2g 9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、1.9g 乙烯基三乙氧基硅烷、0.08g 偶氮二异丁腈和20mL 二氯甲烷加入烧瓶，在60℃下反应4小时。反应结束后，减压蒸馏去除溶剂，得到含磷杂菲结构的硅烷偶联剂。
（2）在氮气保护下，将3g 含磷杂菲结构的硅烷偶联剂、6g 3-氨丙基三乙氧基硅烷、0.1g 氢氧化钠的甲醇溶液（0.1mg/mL）、1mL 去离子水与30mL 甲醇加入烧瓶，在室温下反应3小时；而后升温至60℃反应9小时。反应结束后，按照体积比1:10将产物缓慢滴入甲醇中沉淀得到白色粉末，经过滤、洗涤、干燥，得到梯形聚硅氧烷，其分子量为251740，磷含量为7.9 wt%。
Claims (7)
1.一种制备梯形聚硅氧烷的方法，所述的梯形聚硅氧烷同时含有磷杂菲结构和氨基基团，梯形聚硅氧烷中的磷含量大于7.5 wt%；所述的梯形聚硅氧烷的结构式为：
式中，为省略的链段；
R为R1或R2，其中，
梯形聚硅氧烷分子链中同时含有R1和R2，且R1在梯形聚硅氧烷分子链同侧不相邻；所述梯形聚硅氧烷的分子量为900～3000000；其特征在于包括如下步骤：
（1）在惰性气体保护下，按摩尔比0.9:1～1.1:1将9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与含有乙烯基的硅烷偶联剂混合，得到混合物A；
（2）将质量比为1:50～1:100的引发剂与混合物A混合，得到混合物B；
（3）按质量浓度0.2～0.5 g/mL将混合物B溶解于溶剂S1中，在30～120℃的条件下恒温搅拌2～20小时，反应结束后，减压蒸馏去除溶剂，得到含磷杂菲结构的硅烷偶联剂；
（4）在惰性气体保护下，按质量比1:1～1:3，将含磷杂菲结构的硅烷偶联剂与含氨基的硅烷偶联剂混合，得到混合物C；按质量比1:50～1:100将催化剂与混合物C混合，得到混合物D；按质量浓度0.2～0.5 g/mL将混合物D与溶剂S2混合；在室温下搅拌0.5～3小时后升温至40～100℃，恒温搅拌0.5～10小时，反应结束后，得到混合物E；
（5）按体积比1:5～1:20，将混合物E缓慢滴入溶剂S3，析出白色沉淀，过滤、洗涤、干燥，得到梯形聚硅氧烷；
所述的含有乙烯基的硅烷偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；
所述的含氨基的硅烷偶联剂为3-氨丙基三甲氧基硅烷或3-氨丙基三乙氧基硅烷。
2.根据权利要求1所述的一种梯形聚硅氧烷的制备方法，其特征在于: 所述的惰性气体为氩气、氮气或氦气。
3.根据权利要求1所述的一种梯形聚硅氧烷的制备方法，其特征在于: 所述的引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、偶氮二环己基甲腈、偶氮二异丁酸二甲酯中的一种或其组合。
4.根据权利要求1所述的一种梯形聚硅氧烷的制备方法，其特征在于: 所述的引发剂为过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化十二酰、过氧化苯甲酸特丁酯中的一种或其组合。
5.根据权利要求1所述的一种梯形聚硅氧烷的制备方法，其特征在于: 所述的催化剂为氢氧化钾或氢氧化钠的甲醇溶液。
6.根据权利要求1所述的一种梯形聚硅氧烷的制备方法，其特征在于: 所述的溶剂S1为C1～C3的醇、丙酮、乙腈、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺或其组合。
7.根据权利要求1所述的一种梯形聚硅氧烷的制备方法，其特征在于: 所述的溶剂S2 或S3为去离子水、C1～C3的醇、丙酮、乙腈、三氯甲烷或其组合。
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