CN105143313B - 硅氧烷化合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种硅氧烷化合物，其包含多个硅氧烷重复单元，并且所述硅氧烷重复单元中的至少一部分为符合规定结构的环硅氧烷重复单元。还提供了用于制备这样的硅氧烷化合物的方法。还提供了利用所述的硅氧烷化合物制备交联有机硅聚合物的方法以及成套材料。发光二极管(LED)包含封装物，并且该封装物包含由所述的硅氧烷化合物制备的交联有机硅聚合物。

Description

硅氧烷化合物及其制备方法
技术领域
本申请涉及硅氧烷化合物(例如：硅氧烷低聚物和硅氧烷化合物)、交联有机硅聚合物及其制备方法。
背景技术
在现代工业中硅氧烷化合物和有机硅(silicone)具有多种用途。例如，硅氧烷化合物广泛用于交联有机硅聚合物的制备。这些聚合物通常通过氢化硅烷化反应或者缩合反应来制备。在氢化硅烷化反应中，带有乙烯基的硅氧烷化合物发生加成反应，以通过形成新的Si-C键来连接所述化合物的单个分子。氢化硅烷化反应通常由铂催化，这样将会提高这些聚合物的成本，因为不能从固化的弹性体中回收铂。在缩合反应中，硅氧烷化合物发生缩合反应，以在单个分子间形成新的Si-O-Si键合。该缩合反应产生挥发性有机化合物(VOC)作为副产品。
交联有机硅聚合物能够用作电子设备的密封剂或者封装物(encapsulant)。特别是，交联有机硅聚合物能够被用作发光二极管(LED)的封装物。这些交联有机硅聚合物因其未妨碍电子元件的运行而合乎需要。然而，具有足以用作较大功率LED的封装物的高温稳定性的交联有机硅聚合物不具有高的折射率。该较低的折射率意味着从LED的光输出将因为LED的半导体模具中的内反射而减弱。
人们需要如下硅氧烷化合物：该硅氧烷化合物适合用于制备交联有机硅聚合物中而不会生成大量挥发性反应产物，例如通过缩合固化交联有机硅聚合物产生的含碳VOC。还需要硅氧烷化合物和交联有机硅聚合物，该硅氧烷化合物和交联有机硅聚合物呈现高折射率并且由此更好地适合用于这样的应用中，即需要封装材料呈现高折射率的那些应用(例如：LED密封物应用)。还需要制备这些硅氧烷化合物和交联有机硅聚合物的方法。本申请中描述的主题致力于满足这些需求及其它需求。
发明内容
在第一实施方案中，本发明提供包含多个硅氧烷重复单元的硅氧烷化合物，其中约10mol％或更多的所述硅氧烷重复单元为环三硅氧烷重复单元，并且所述环三硅氧烷重复单元独立地选自符合如下式(I)结构的环三硅氧烷重复单元：
其中R1和R2独立地选自烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；R3和R4独立地选自烷基、经取代的烷基、烷二基(alkanediyl)、经取代的烷二基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、烯二基、经取代的烯二基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；前提条件是，如果R3和R4中的一个选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，那么R3和R4中的另一个也选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，并且R3和R4键合形成环状部分。
在第二实施方案中，本发明提供用于制备硅氧烷化合物的方法，该方法包括如下步骤：
(a)提供第一硅氧烷化合物，该第一硅氧烷化合物包含至少一个符合式(XX)结构的链段
其中R1和R2独立地选自烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；R20和R21独立地选自氢、烷基、经取代的烷基、烷二基、经取代的烷二基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、烯二基、经取代的烯二基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；前提条件是R20和R21中仅一个可为氢；并且进一步的前提条件是，如果R20和R21中的一个选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，那么R20和R21中的另一个也选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，并且R20和R21键合形成环状部分；x为0或者任意正整数；
(b)提供符合式(XXX)结构的有机硅化合物
其中R3和R4独立地选自烷基、经取代的烷基、烷二基、经取代的烷二基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、烯二基、经取代的烯二基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；前提条件是，如果R3和R4中的一个选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，那么R3和R4中的另一个也选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，并且R3和R4键合形成环状部分；R30和R31独立地选自氢、烷基、经取代的烷基、酰基和经取代的酰基；并且y为从1至6的正整数；
(c)提供包含路易斯酸催化剂和溶剂的反应相；
(d)将所述第一硅氧烷化合物和所述有机硅化合物在所述反应相中混合，使得所述第一硅氧烷化合物和所述有机硅化合物发生缩合反应以制备第二硅氧烷化合物，所述第二硅氧烷化合物包含至少一个符合式(XL)结构的链段
在第三实施方案中，本发明提供包含多个硅氧烷重复单元的硅氧烷化合物，其中至少一部分的所述硅氧烷重复单元为环硅氧烷重复单元，并且所述环硅氧烷重复单元独立地选自符合式(XL)结构的环硅氧烷重复单元：
其中R1和R2独立地选自烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；R20和R21独立地选自氢、烷基、经取代的烷基、烷二基、经取代的烷二基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、烯二基、经取代的烯二基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；前提条件是，R20和R21中仅一个可为氢；并且进一步的前提条件是，如果R20和R21中的一个选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，那么R20和R21中的另一个也选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，并且R20和R21键合形成环状部分；R3和R4独立地选自卤代烷基、芳烷基、芳基、经取代的芳基、杂芳基和经取代的杂芳基；x为0或者任意正整数；并且y为从1至6的正整数。
在第四实施方案中，本发明提供符合式(LXX)结构的化合物
其中R70和R71独立地选自卤代烷基、芳烷基、芳基、经取代的芳基、杂芳基和经取代的杂芳基；c为0或者从1至3的正整数；R72、R73、R74、R75、R76、R77、R78、R80、R81、R82、R83、R84、R85和R86独立地选自烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；前提条件是，如果c为0，那么R74和R82独立地选自卤代烷基、芳烷基、芳基、经取代的芳基、杂芳基和经取代的杂芳基。
在第五实施方案中，本发明提供用于制备交联有机硅聚合物的方法，该方法包括如下步骤：
(a)提供第一硅氧烷化合物，该第一硅氧烷化合物包含多个符合式(XL)结构的重复单元
其中R1和R2独立地选自烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；R3和R4独立地选自烷基、经取代的烷基、烷二基、经取代的烷二基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、烯二基、经取代的烯二基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；前提条件是，如果R3和R4中的一个选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，那么R3和R4中的另一个也选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，并且R3和R4键合形成环状部分；R20和R21独立地选自氢、烷基、经取代的烷基、烷二基、经取代的烷二基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、烯二基、经取代的烯二基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；前提条件是，R20和R21中仅一个可为氢；并且进一步的前提条件是，如果R20和R21中的一个选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，那么R20和R21中的另一个也选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，并且R20和R21键合形成环状部分；x为0或者从1至6的正整数；并且y为从1至6的正整数；
(b)提供开环催化剂；
(c)混合所述第一硅氧烷化合物和所述开环催化剂以产生反应混合物；
(d)使所述反应混合物中的组分发生反应，使得(i)所述开环催化剂打开所述第一硅氧烷化合物中的至少一部分所述符合式(XL)结构的重复单元以形成交联基团，以及(ii)至少一部分所述交联基团与所述第一硅氧烷化合物的其它分子发生反应以产生分子间交联，从而形成交联有机硅聚合物。
在第六实施方案中，本发明提供用于制备交联有机硅聚合物的成套材料(kit)，该成套材料包含第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分物理上彼此隔离直至需要将其混合以产生交联有机硅聚合物，其中：
(a)所述第一部分包含第一硅氧烷化合物，该第一硅氧烷化合物包含多个符合式(XL)结构的重复单元
其中R1和R2独立地选自烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；R3和R4独立地选自烷基、经取代的烷基、烷二基、经取代的烷二基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、烯二基、经取代的烯二基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；前提条件是，如果R3和R4中的一个选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，那么R3和R4中的另一个也选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，并且R3和R4键合形成环状部分；R20和R21独立地选自氢、烷基、经取代的烷基、烷二基、经取代的烷二基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、烯二基、经取代的烯二基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；前提条件是，R20和R21中仅一个可为氢；并且进一步的前提条件是，如果R20和R21中的一个选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，那么R20和R21中的另一个也选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，并且R20和R21键合形成环状部分；x为0或者从1至6的正整数；并且y为从1至6的正整数；并且
(b)所述第二部分包含开环催化剂。
在第七实施方案中，本发明提供发光二极管，该发光二极管包含:
(a)半导体晶体，该半导体晶体包含在所述半导体晶体的第一区域中的n型半导体材料、在所述半导体晶体的第二区域中的p型半导体材料和在所述半导体材料的所述第一区域与所述第二区域之间的边界处的p-n结；
(b)阴极，该阴极电连接至所述半导体晶体的所述第一区域，
(c)阳极，该阳极电连接至所述半导体晶体的所述第二区域，以及
(d)包围所述半导体晶体的封装物材料，该封装物材料包含交联有机硅聚合物，该交联有机硅聚合物通过包括如下步骤的方法制备：
(i)提供第一硅氧烷化合物，该第一硅氧烷化合物包含多个符合式(XL)结构的重复单元
其中R1和R2独立地选自烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；R20和R21独立地选自氢、烷基、经取代的烷基、烷二基、经取代的烷二基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、烯二基、经取代的烯二基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；前提条件是，R20和R21中仅一个可为氢；并且进一步的前提条件是，如果R20和R21中的一个选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，那么R20和R21中的另一个也选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，并且R20和R21键合形成环状部分；x为0或者从1至6的正整数；并且y为从1至6的正整数；
(ii)提供开环催化剂；
(iii)混合所述第一硅氧烷化合物和所述开环催化剂以产生反应混合物；
(iv)使所述反应混合物中的组分反应，使得(A)所述开环催化剂打开所述第一硅氧烷化合物中的至少一部分所述符合式(XL)结构的重复单元以形成交联基团，以及(B)至少一部分所述交联基团与所述第一硅氧烷化合物的其它分子发生反应以产生分子间交联，从而形成交联有机硅聚合物。
附图说明
图1为根据本发明的发光二极管(LED)的示意性横截面图。
具体实施方式
以下对本申请全文所使用的几个术语进行定义。
本文使用的术语“经取代的烷基”指的是如下一价官能团：该一价官能团由经取代的烷烃通过从所述烷烃的碳原子除去氢原子获得。在这一定义中，术语“经取代的烷烃”指的是来源于无环的无支链的和有支链的烃的化合物，其中(1)所述烃的一个或多个氢原子被非氢原子(例如：卤素原子)或者非烷基官能团(例如：羟基、芳基、杂芳基)代替且/或(2)所述烃的碳-碳链被氧原子(如在醚中)或者硫原子(如在硫醚中)间断(interrupt)。
本文使用的术语“经取代的环烷基”指的是如下一价官能团：该一价官能团由经取代的环烷烃通过从所述环烷烃的碳原子除去氢原子获得。在这一定义中，术语“经取代的环烷烃”指的是来源于饱和的单环和多环烃(有或者没有侧链)的化合物，其中(1)所述烃的一个或多个氢原子被非氢原子(例如：卤素原子)或者非烷基官能团(例如：羟基、芳基、杂芳基)代替且/或(2)所述烃的碳-碳链被氧原子、氮原子或者硫原子间断。
本文使用的术语“烯基”指的是如下一价官能团：该一价官能团从无环的、无支链的和有支链的烯烃(即：具有一个或多个碳-碳双键的烃)通过从所述烯烃的碳原子除去氢原子而获得。
本文使用的术语“经取代的烯基”指的是如下一价官能团：该一价官能团由无环的、经取代的烯烃通过从所述烯烃的碳原子除去氢原子获得。在这一定义中，术语“经取代的烯烃”指的是来源于具有一个或多个碳-碳双键的无环的无支链的和有支链的烃的化合物，其中(1)所述烃的一个或多个氢原子被非氢原子(例如：卤素原子)或者非烷基官能团(例如：羟基、芳基、杂芳基)代替且/或(2)所述烃的碳-碳链被氧原子(如在醚中)或者硫原子(如在硫醚中)间断。
本文使用的术语“环烯基”指的是如下一价官能团：该一价官能团由环烯烃(即：具有一个或多个碳-碳双键的非芳族的单环和多环烃类)通过从所述烯烃的碳原子除去氢原子获得。所述环烯烃中的所述碳原子可被烷基和/或烯基取代。
本文使用的术语“经取代的环烯基”指的是如下一价官能团：该一价官能团由经取代的环烯烃通过从所述环烯烃的碳原子除去氢原子获得。在这一定义中，术语“经取代的环烯烃”指的是来源于具有一个或多个碳-碳双键的非芳族的单环和多环烃的化合物，其中所述烃的一个或多个氢原子被非氢原子(例如：卤素原子)或者非烷基官能团(例如：羟基、芳基、杂芳基)代替。
本文使用的术语“杂环基”指的是如下一价官能团：该一价官能团由杂环化合物通过从所述杂环化合物的环状部分中的原子中除去氢原子获得。在这一定义中，术语“杂环化合物”指的是来源于具有由至少两种不同元素的原子组成的环状结构的非芳族的单环和多环化合物的化合物。这些杂环化合物还可包含一个或多个双键。
本文使用的术语“经取代的杂环基”指的是如下一价官能团：该一价官能团由经取代的杂环化合物通过从所述化合物的环状部分中的原子中除去氢原子获得。在这一定义中，术语“经取代的杂环化合物”指的是来源于具有由至少两种不同元素组成的环状结构的非芳族的单环和多环化合物的化合物，其中所述环状化合物的一个或多个氢原子被非氢原子(例如：卤素原子)或者官能团(例如：羟基、烷基、芳基、杂芳基)代替。这些经取代的杂环化合物还可包含一个或多个双键。
本文使用的术语“经取代的芳基”指的是如下一价官能团：该一价官能团由经取代的芳烃通过从环上的碳原子除去氢原子获得。在这一定义中，术语“经取代的芳烃”指的是来源于单环和多环芳烃的化合物，其中所述烃的一个或多个氢原子被非氢原子(例如：卤素原子)或者非烷基官能团(例如：羟基)代替。
本文使用的术语“经取代的杂芳基”指的是如下一价官能团：该一价官能团由经取代的杂芳烃通过从环上的碳原子除去氢原子获得。在这一定义中，术语“经取代的芳烃”指的是来源于单环和多环芳烃的化合物，其中(1)所述烃的一个或多个氢原子被非氢原子(例如：卤素原子)或者非烷基官能团(例如：羟基)代替且(2)所述烃的至少一个次甲基(─C＝)被三价杂原子代替且/或所述烃的至少一个亚乙烯基(─CH＝CH─)被二价杂原子代替。
本文使用的术语“烷二基”指的是由烷烃通过从所述烷烃除去两个氢原子而获得的二价官能团。这些氢原子可从所述烷烃的同一碳原子(如：在乙烷-1,1-二基中)或者不同的碳原子(如：在乙烷-1,2-二基中)除去。
本文使用的术语“经取代的烷二基”指的是由经取代的烷烃通过从所述烷烃除去两个氢原子而获得的二价官能团。这些氢原子可从经取代的烷烃的同一碳原子(如：在2-氟乙烷-1,1-二基中)或者不同的碳原子(如：在1-氟乙烷-1,2-二基中)除去。在这一定义中，术语“经取代的烷烃”与以上经取代的烷基的定义中所陈述的具有相同含义。
本文使用的术语“烯二基”指的是如下二价官能团：该二价官能团由无环的无支链的和有支链的烯烃(即：具有一个或多个碳-碳双键的烃类)通过从所述烯烃除去两个氢原子而获得。这些氢原子可从所述烯烃的同一碳原子(如：在丁-2-烯-1,1-二基中)或者不同的碳原子(如：在丁-2-烯-1,4-二基中)除去。
本文使用的术语“酰基”指的是由烷基羧酸通过从羧基(carboxylic acid group)除去羟基而获得的一价官能团。在这一定义中，术语“烷基羧酸”指的是具有一个或多个羧基的无环的无支链的和有支链的烃类。
本文使用的术语“经取代的酰基”指的是由经取代的烷基羧酸通过从羧基除去羟基而获得的一价官能团。在这一定义中，术语“经取代的烷基羧酸”指的是具有一个或多个键合至经取代的烷烃的羧基的化合物，并且术语“经取代的烷烃”的定义参照以上关于经取代的烷基的定义。
在第一实施方案中，本发明提供包含多个硅氧烷重复单元的硅氧烷化合物。优选地，至少一些所述硅氧烷重复单元为环三硅氧烷重复单元，并且这些环三硅氧烷重复单元独立地选自符合如下式(I)结构的重复单元：
在式(I)的结构中，R1和R2独立地选自烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基。R3和R4独立地选自烷基、经取代的烷基、烷二基、经取代的烷二基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、烯二基、经取代的烯二基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基。R3和R4还可键合在一起形成环状部分。由此，如果R3和R4中的一个选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，那么R3和R4中的另一个也选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，并且R3和R4键合形成环状部分。R3和R4还可键合在一起形成环状部分。在式(I)的结构和下述的结构中，部分键(即：通过波形线截断的键)表示与相邻的部分或者重复单元键合的键。
在优选实施方案中，R1和R2独立地选自C1-C30烷基(例如：C1-C8烷基)、C2-C30烯基(例如：C2-C8烯基)、C1-C30卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、C6-C30芳基(例如：C6-C10芳基)、C7-C31芳烷基、C3-C9三烷基甲硅烷氧基、C8-C26芳基二烷基甲硅烷氧基、C13-C28烷基二芳基甲硅烷氧基和C18-C30三芳基甲硅烷氧基。更优选地，R1和R2独立地选自C1-C8烷基、C1-C8卤代烷基、C6-C10芳基和C7-C31芳烷基。最优选地，R1和R2独立地选自C1-C8烷基(例如：甲基)。
在优选实施方案中，R3和R4独立地选自C1-C30烷基(例如：C1-C8烷基)、C1-C5烷二基、C2-C30烯基(例如：C2-C8烯基)、C2-C5烯二基、C1-C30卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、C6-C30芳基(例如：C6-C10芳基)、C7-C31芳烷基、C3-C9三烷基甲硅烷氧基、C8-C26芳基二烷基甲硅烷氧基、C13-C28烷基二芳基甲硅烷氧基和C18-C30三芳基甲硅烷氧基。更优选地，R3和R4独立地选自C1-C8烷基、C1-C8卤代烷基、C6-C10芳基和C7-C31芳烷基。更优选地，R3和R4独立地选自C6-C10芳基。最优选地，R3和R4均为苯基。
该第一实施方案的硅氧烷化合物可包含任意合适量的符合式(I)结构的硅氧烷重复单元。优选地，所述化合物中大约10mol％或更多的硅氧烷重复单元符合式(I)的结构。更优选地，所述化合物中大约15mol％或更多、大约20mol％或更多、大约30mol％或更多、大约35mol％或更多、大约40mol％或更多、大约45mol％或更多、大约50mol％或更多、大约55mol％或更多、大约60mol％或更多、大约65mol％或更多、大约70mol％或更多、大约75mol％或更多、大约80mol％或更多、大约85mol％或更多、或者大约90mol％或更多的硅氧烷重复单元符合式(I)的结构。
具有上述结构的硅氧烷重复单元的百分比能够通过任意适当的分析技术确定。例如，具体重复单元中硅原子的相对量能够利用29Si核磁共振(NMR)来确定。硅原子化学位移的变化取决于该硅原子所存在的具体部分或者重复单元。由此，通过利用硅氧烷化合物的NMR谱，能够确定化合物中存在的含硅部分或者重复单元的不同类型。此外，当计算NMR谱中各峰面积时，这些峰面积数值可用于确定存在于各不同类型硅氧烷部分或者重复单元中的硅原子的相对量。
存在于该第一实施方案的硅氧烷化合物中的环三硅氧烷重复单元具有相同的基本结构(即：符合式(I)的结构)，但所有的该重复单元并不必然要用相同的基团取代。换句话说，根据本发明的该第一实施方案的硅氧烷化合物可含有在R1、R2、R3和R4取代基的选择方面存在差异的环三硅氧烷重复单元。
如上所述，该第一实施方案的硅氧烷化合物可包含除了那些符合式(I)结构的硅氧烷单元之外的硅氧烷单元。例如，在优选实施方案中，硅氧烷化合物可包含一个或多个符合如下式(X)结构的链段：
在式(X)的结构中，R10和R11独立地选自氢、烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基。在式(X)的结构中，R10和R11中仅一个可为氢。更优选地，R10和R11独立地选自C1-C30烷基(例如：C1-C8烷基)、C2-C30烯基(例如：C2-C8烯基)、C1-C30卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、C6-C30芳基(例如：C6-C10芳基)、C7-C31芳烷基、C3-C9三烷基甲硅烷氧基、C8-C26芳基二烷基甲硅烷氧基、C13-C28烷基二芳基甲硅烷氧基和C18-C30三芳基甲硅烷氧基。更优选地，R10和R11独立地选自C1-C8烷基、C1-C8卤代烷基、C6-C10芳基和C7-C31芳烷基。最优选地，R10和R11独立地选自C1-C8烷基(例如：甲基)。
在另一优选实施方案中，第一实施方案的硅氧烷化合物还包含至少一个符合如下式(XV)或者式(XL)结构的链段。式(XV)的结构为
在这样的结构中，R1、R3和R4选自如上所述基团。式(XL)的结构为
在式(XL)的结构中，R1、R2、R3和R4选自上述基团，并且R20和R21独立地选自氢、烷基、经取代的烷基、烷二基、经取代的烷二基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、烯二基、经取代的烯二基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基。在式(XL)的结构中，R20和R21中仅一个可为氢。此外，如果R20和R21中的一个选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，那么R20和R21中的另一个也选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，并且R20和R21键合形成环状部分。变量x为0或者任意正整数；y为从1至6的正整数；并且x和y之和为2或者更大。在优选实施方案中，x选自0、1和2；y为从1至6的正整数；并且x和y之和为从2至8的整数。在更优选实施方案中，x为1，并且y为1。
在式(XL)结构的优选实施方案中，R20选自C1-C30烷基(例如：C1-C8烷基)、C2-C30烯基(例如：C2-C8烯基)、C1-C30卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、C6-C30芳基(例如：C6-C10芳基)、C7-C31芳烷基、C3-C9三烷基甲硅烷氧基、C8-C26芳基二烷基甲硅烷氧基、C13-C28烷基二芳基甲硅烷氧基和C18-C30三芳基甲硅烷氧基。更优选地，R20选自C1-C8烷基、C1-C8卤代烷基、C6-C10芳基和C7-C31芳烷基。在一个特别优选实施方案中，R20选自C1-C8烷基(例如：甲基)。在另一个特别优选实施方案中，R20和R21中的至少一个选自C6-C30芳基(例如：C6-C10芳基)和C7-C31芳烷基，更优选C6-C10芳基并且最优选苯基。
在另一优选实施方案中，R21选自氢、C1-C30烷基(例如：C1-C8烷基)、C2-C30烯基(例如：C2-C8烯基)、C1-C30卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、C6-C30芳基(例如：C6-C10芳基)、C7-C31芳烷基、C3-C9三烷基甲硅烷氧基、C8-C26芳基二烷基甲硅烷氧基、C13-C28烷基二芳基甲硅烷氧基和C18-C30三芳基甲硅烷氧基。更优选地，R21选自氢、C1-C8烷基、C1-C8卤代烷基、C6-C10芳基和C7-C31芳烷基。最优选地，R21选自C1-C8烷基(例如：甲基)。
以上描述的结构仅表示硅氧烷化合物内的重复单元。硅氧烷化合物还包含封端基团。这些封端基团可为任意适合用于硅氧烷化合物的封端基团。在优选实施方案中，硅氧烷化合物还包含甲硅烷基封端基团。适合的甲硅烷基封端基团包括但不局限于三烷基甲硅烷基，例如三甲基甲硅烷基。
在另一优选实施方案中，硅氧烷化合物可包含一个或多个环硅氧烷封端基团。优选地，环硅氧烷封端基团符合选自式(XLV)和式(XLVI)的结构
在式(XLV)和式(XLVI)的结构中，R1、R2、R3、R4、R20和R21选自上述基团，并且R40选自烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基。变量x为0或者任意正整数；并且y为从1至6的正整数。在优选实施方案中，x选自0、1和2；y为从1至6的正整数；并且x和y之和为从1至8的整数。在这样的环硅氧烷封端基团的特别优选实施方案中，x为0并且y为1。
在优选实施方案中，R40选自C1-C30烷基(例如：C1-C8烷基)、C2-C30烯基(例如：C2-C8烯基)、C1-C30卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、C6-C30芳基(例如：C6-C10芳基)、C7-C31芳烷基、C3-C9三烷基甲硅烷氧基、C8-C26芳基二烷基甲硅烷氧基、C13-C28烷基二芳基甲硅烷氧基和C18-C30三芳基甲硅烷氧基。更优选地，R40选自C1-C8烷基、C1-C8卤代烷基、C6-C10芳基和C7-C31芳烷基。最优选地，R40独立地选自C1-C8烷基(例如：甲基)。
第一实施方案的硅氧烷化合物可具有任意合适的分子量。优选地，硅氧烷化合物具有大约500mol/g或更大的分子量。在优选实施方案中，硅氧烷化合物具有大约500,000mol/g或更小的分子量。
第一实施方案的硅氧烷化合物优选地至少在可见光谱范围内是光学透明的。硅氧烷化合物还优选地呈现良好的稳定性(例如：良好的热稳定性)和在各种有机溶剂中良好的溶解度，有机溶剂例如甲苯、二甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷和乙腈。
该第一实施方案的硅氧烷化合物可通过任意合适的方法制备。例如，硅氧烷化合物可通过在合适催化剂的存在下的含氢硅烷和羟基硅烷的脱氢偶联来制备，合适的催化剂例如铂或钌催化剂。然而，在第二实施方案中，本发明提供了用于制备含有环硅氧烷重复单元的硅氧烷化合物的方法，其中所述硅氧烷化合物例如第一实施方案的硅氧烷化合物。特别地，该方法包括如下步骤：(a)提供第一硅氧烷化合物；(b)提供有机硅化合物；(c)提供包含路易斯酸催化剂和溶剂的反应相；以及(d)将所述第一硅氧烷化合物和所述有机硅化合物在所述反应相中混合，使得所述第一硅氧烷化合物和所述有机硅化合物发生缩合反应以产生第二硅氧烷化合物。
该方法中所用的第一硅氧烷化合物优选包含至少一个符合式(XX)结构的链段
在式(XX)的结构中，R1、R2、R20和R21选自上述各种基团。
该方法中所用的第一硅氧烷化合物可包含任意合适的封端基团。例如，第一硅氧烷化合物可包含甲硅烷基封端基团，例如上述与本发明第一实施方案的硅氧烷化合物相关的那些甲硅烷基封端基团。第一硅氧烷化合物还可包含带氢的(hydride-bearing)封端基团。如果这样的带氢的封端基团存在于第一硅氧烷化合物中，通过所述方法制备的硅氧烷化合物将含有一些环硅氧烷封端基团，例如符合上述式(XLV)和式(XLVI)结构的环硅氧烷封端基团。
该方法中所用的有机硅化合物优选地符合式(XXX)结构
在(XXX)的结构中，R3和R4选自上述各种基团，并且R30和R31独立地选自氢、烷基、经取代的烷基、酰基和经取代的酰基。优选地，R30和R31独立地选自氢、C1-C30烷基(例如：C1-C8烷基或者C1-C4烷基)和C1-C30酰基(例如：C1-C8酰基)。最优选地，R30和R31均为氢。变量y为正整数，优选地为从1至6的正整数，并且最优选地为1。
将第一硅氧烷化合物与有机硅化合物在包含路易斯酸催化剂与溶剂的反应相中混合。该反应相可包含任意惰性溶剂，该惰性溶剂不促进除了第一硅氧烷化合物的SiH官能团与有机硅化合物的SiOR官能团的缩合外的反应，包括不想要的这些官能团或者硅氧烷键的副反应。包含羟基的溶剂通常不宜作为用于反应相的溶剂。期望的溶剂可根据第一硅氧烷化合物和有机硅化合物中的取代基的种类(identity)而改变。可独立地使用或者以混合物形式使用的溶剂包括但不局限于：脂族烃(例如：环己烷、庚烷或者异辛烷)、芳香烃(例如：甲苯或者二甲苯)和硅氧烷(例如：六甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷或者其它环硅氧烷)。
反应相可包含任意合适的路易斯酸催化剂。在优选实施方案中，路易斯酸包括具有结构式B(C6HxX5-x)3结构的三苯基硼烷，其中x为0至5并且X独立地为F、OCF3、SCF3、R或者OR，其中R为H、C1-C22烷基或者C6-C22芳基。可使用的其它催化剂公开在Priou等人的美国专利No.6,593,500和Deforth等人的美国专利申请公开No.2003/0139287，其通过援引加入的方法纳入本文。路易斯酸催化剂可被进一步改性以抑制其在反应混合物的非反应相中的混溶性。例如，路易斯酸催化剂可附着于树脂，其中非反应相对于所述树脂的表面有少许或者没有亲和力。
将第一硅氧烷化合物和有机硅化合物在反应相中混合，使得它们发生缩合反应以形成符合式(XL)结构的环硅氧烷部分并且得到第二硅氧烷化合物。环硅氧烷部分的形成始于第一硅氧烷化合物的SiH官能团与有机硅化合物的SiOR官能团之间的缩合反应。当由这一初始反应产生的分子上的剩余SiOR官能团与同一分子上的另一SiH官能团进行缩合反应时，则环硅氧烷部分完成。正如本领域技术人员所理解的，产生环硅氧烷部分所需要进行的后续反应还与不会形成环硅氧烷部分的其它反应竞争。例如，由初始反应产生的分子上的剩余SiOR官能团还可以与另一第一硅氧烷化合物分子上的SiH官能团进行缩合反应。这样的分子间反应的结果将为符合式(XV)结构的连接部分，其中最接近带有R3和R4基团的硅原子的部分键代表连接至源自于另一第一硅氧烷化合物分子的部分中的硅原子的键。由此，反应应该在这样的条件下进行，设计该条件以促进环化缩合反应从而使其超过其它竞争性分子间反应。这通常可通过使用假稀释系统(quasi-dilute system)实现。本文使用的假稀释系统是这样的系统，该系统中产物和一种或多种反应物可以高浓度存在于反应容器中，但在反应相中，反应官能团以足够低的浓度存在——经常是极低的浓度，该浓度取决于期望的环硅氧烷部分的大小和其取代基的种类；这样低的浓度以致于用以形成环硅氧烷部分所需要的第二分子内反应与任意分子间反应相比是极快速的。
反应可在任意合适的温度下进行。反应温度可在很大范围内改变，从0℃或者更低直至超过100℃或乃至200℃，这取决于使用的反应物、催化剂和溶剂，这点对于本领域技术人员来说是可理解并容易确定的。
一旦反应完成，优选地从产物中除去催化剂或者使催化剂减活以使所述产物保持稳定。人们相信产物中的残余的“活性”催化剂可导致环硅氧烷环打开并且在下述产物中开始形成交联。可通过如下方法从产物中除去催化剂：将催化剂吸附到合适的吸附剂(如氧化铝)上，然后将产物过滤以除去所述吸附剂。可通过添加任意合适的路易斯碱至产物使催化剂减活，所述路易斯碱例如胺、膦或者亚磷酸盐。
在第三实施方案中，本发明提供包含多个硅氧烷重复单元的硅氧烷化合物。优选地，至少一部分所述硅氧烷重复单元为环硅氧烷重复单元，并且所述环硅氧烷重复单元独立地选自符合如下式(XL)结构的环硅氧烷重复单元
在式(XL)的结构中，R1、R2、R20和R21选自上述用于本发明第一实施方案的基团。变量x为0或者任意正整数；并且y为从1至6的正整数。在优选实施方案中，x选自0、1和2；y为从1至6的正整数；并且x和y之和为从1至8的整数。在特别优选实施方案中，至少一部分所述重复单元具有的结构中x为0并且y为1。在式(XL)的结构中，R3和R4独立地选自卤代烷基、芳烷基、芳基、经取代的芳基、杂芳基和经取代的杂芳基。在优选实施方案中，R3和R4独立地选自C1-C30卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、C7-C31芳烷基、C6-C30芳基(例如：C6-C10芳基)和C6-C30经取代的芳基(例如：C6-C10经取代的芳基)。更优选地，R3和R4独立地选自C1-C8卤代烷基、C6-C10芳基和C6-C10经取代的芳基。在一个优选实施方案中，R3和R4独立地选自C6-C10芳基，特别优选苯基。在另一优选实施方案中，R3和R4独立地选自卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)，特别优选氟烷基(例如：C1-C8氟烷基)。
如同第一实施方案的硅氧烷化合物一样，第三实施方案的硅氧烷化合物还可包含一个或多个符合上述式(X)结构的链段。第三实施方案的硅氧烷化合物还可以包含一个或多个符合上述式(XV)结构的链段。硅氧烷化合物还可以包含任意合适的封端基团，例如上述各种与本发明第一实施方案有关的封端基团。
该第三实施方案的硅氧烷化合物可通过任意合适的方法制备，所述方法包括上述与本发明第二实施方案有关的方法。
在第四实施方案中，本发明提供符合如下式(LXX)结构的硅氧烷化合物
在式(LXX)的结构中，R70和R71独立地选自卤代烷基、芳烷基、芳基、经取代的芳基、杂芳基和经取代的杂芳基。变量c为0或者从1至3的正整数。R72、R73、R74、R75、R76、R77、R78、R80、R81、R82、R83、R84、R85和R86独立地选自烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基。如果c为0，那么R74和R82独立地选自卤代烷基、芳烷基、芳基、经取代的芳基、杂芳基和经取代的杂芳基。
在优选实施方案中，R70和R71独立地选自C1-C30卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、C7-C31芳烷基、C6-C30芳基(例如：C6-C10芳基)和C6-C30经取代的芳基(例如：C6-C10经取代的芳基)。更优选地，R70和R71独立地选自C1-C8卤代烷基、C6-C10芳基和C6-C10经取代的芳基。在一个优选实施方案中，R70和R71独立地选自C6-C10芳基，特别优选苯基。在另一优选实施方案中，R70和R71独立地选自卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)，特别优选氟烷基(例如：C1-C8氟烷基)。
在优选实施方案中，R72、R73、R74、R75、R76、R77、R78、R80、R81、R82、R83、R84、R85和R86独立地选自C1-C30烷基(例如：C1-C8烷基)、C2-C30烯基(例如：C2-C8烯基)、C1-C30卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、C6-C30芳基(例如：C6-C10芳基)、C7-C31芳烷基、C3-C9三烷基甲硅烷氧基、C8-C26芳基二烷基甲硅烷氧基、C13-C28烷基二芳基甲硅烷氧基和C18-C30三芳基甲硅烷氧基。更优选地，R72、R73、R74、R75、R76、R77、R78、R80、R81、R82、R83、R84、R85和R86独立地选自烷基(例如：C1-C8烷基)、卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、芳基(例如C6-C30芳基)和芳烷基(例如：C7-C31芳烷基)。最优选地，R72、R73、R75、R76、R77、R78、R80、R81、R83、R84、R85和R86独立地选自烷基(例如：C1-C8烷基，优选甲基)并且R74和R82独立地选自芳基(例如：C6-C30芳基、C6-C10芳基，优选苯基)。
在根据其中c为0的式(LXX)的化合物的优选实施方案中，R72、R73、R75、R76、R77、R78、R80、R81、R83、R84、R85和R86独立地选自C1-C30烷基(例如：C1-C8烷基)、C2-C30烯基(例如：C2-C8烯基)、C1-C30卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、C6-C30芳基(例如：C6-C10芳基)、C7-C31芳烷基、C3-C9三烷基甲硅烷氧基、C8-C26芳基二烷基甲硅烷氧基、C13-C28烷基二芳基甲硅烷氧基和C18-C30三芳基甲硅烷氧基。更优选地，R72、R73、R75、R76、R77、R78、R80、R81、R83、R84、R85和R86独立地选自烷基(例如：C1-C8烷基)、卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、芳基(例如：C6-C30芳基)和芳烷基(例如：C7-C31芳烷基)。最优选地，R72、R73、R75、R76、R77、R78、R80、R81、R83、R84、R85和R86独立地选自烷基(例如：C1-C8烷基,优选甲基)。在这样的实施方案中，R74和R82独立地选自C1-C30卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、C7-C31芳烷基、C6-C30芳基(例如：C6-C10芳基)和C6-C30经取代的芳基(例如：C6-C10经取代的芳基)。更优选地，R74和R82独立地选自C1-C8卤代烷基、C6-C10芳基和C6-C10经取代的芳基。在一个优选实施方案中，R74和R82独立地选自C6-C10芳基，特别优选苯基。在另一优选实施方案中，R74和R82独立地选自卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)，特别优选氟烷基(例如：C1-C8氟烷基)。
如上提到的，变量c为或者从1至3的正整数。在特别优选实施方案中，c为1。
符合式(LXX)结构的硅氧烷化合物可通过任意合适的方法制备。例如，所述硅氧烷化合物可通过上述本发明第二实施方案的方法使用不同系列的反应物制备。特别地，当c为正整数时，用于这样的方法中的第一硅氧烷化合物优选地符合式(LXXX)的结构并且有机硅化合物优选地符合式(XC)的结构。式(LXXX)的结构为：
在式(LXXX)的结构中，R72、R73、R74、R75、R76、R77和R78选自上述与式(LXX)结构有关的基团。式(XC)的结构为：
在(XC)的结构中，R70和R71选自上述与式(LXX)结构有关的基团。R90和R91独立地选自氢、烷基、经取代的烷基、酰基和经取代的酰基。优选地，R90和R91独立地选自氢、C1-C30烷基(例如：C1-C8烷基或者C1-C4烷基)和C1-C30酰基(例如：C1-C8酰基)。最优选地，R90和R91均为氢。变量c为正整数，优选地为从1至3的正整数，并且最优选地c为1。
正如那些本领域技术人员所理解的，多于一种的符合式(LXXX)结构的硅氧烷化合物可被用于制备符合式(LXX)结构的化合物的方法中。如果使用多于一种硅氧烷化合物，所述方法的产物将包含不对称化合物，其中末端环甲硅烷氧基团具有不同的取代基。此外，多于一种的符合式(XC)结构的有机硅化合物可被用于制备符合式(LXX)结构的化合物的方法中。如果使用多于一种有机硅化合物，所述方法的产物将包含不对称的化合物，其中末端环甲硅烷氧基团具有不同的取代基。在式(LXX)的化合物的优选实施方案中，所述化合物是对称的，正如通过使用仅一种符合式(LXXX)结构的硅氧烷化合物和仅一种符合式(XC)结构的有机硅化合物制备的那样。
当式(LXX)的结构中c为0时，所述化合物可通过使式(CXX)的硅氧烷化合物与式(CX)的有机硅化合物反应来制备。式(CXX)的结构为：
在式(CXX)的结构中，R120选自上述当式(LXX)中c为0时用于R74和R82的基团。式(CX)的结构为：
在式(CX)的结构中，R100、R101、R102和R103选自上述当式(LXX)中c为0时用于R72、R73、R80和R81的基团。
其中c为0的式(LXX)的化合物也可用多于一种的符合式(CXX)结构的硅氧烷化合物和/或多于一种的符合式(CX)结构的有机硅化合物来制备。如果使用多于一种的任何一个所述化合物，所述方法的产物将包含不对称化合物，其中末端环甲硅烷氧基团具有不同的取代基。在其中c为0的式(LXX)的化合物的优选实施方案中，所述化合物是对称的，正如通过使用仅一种符合式(CXX)结构的硅氧烷化合物和仅一种符合式(CX)结构的有机硅化合物制备的那样。
上述第一、第三和第四实施方案的硅氧烷化合物被认为适合于各种应用。例如，具有环硅氧烷部分的这些硅氧烷化合物被认为良好地适用于制备交联有机硅聚合物中。特别地，认为第一和第三实施方案的硅氧烷化合物可单独使用或者与其它硅氧烷化合物例如符合式(LXX)的硅氧烷化合物结合使用，并且与合适的开环催化剂反应，所述催化剂将会打开环硅氧烷部分然后与其它硅氧烷化合物形成交联。最终结果将为交联有机硅聚合物。虽然不希望被任何具体的理论所束缚，但认为本发明的硅氧烷化合物将比用于制备交联有机硅聚合物中的其它类型硅氧烷化合物更具优点。例如，通过常规缩合固化机制制备的交联有机硅聚合物在其固化时通常释放挥发性有机化合物(VOC)。这些VOC是由缩合反应产生的副产物，其导致在固化聚合物中形成新的Si-O-Si连接。通过比较，本发明的硅氧烷化合物的开环和交联机制不会产生这样的VOC副产物。此外，这一开环固化机制可使用相对便宜的材料引发和扩散(propagate)。这明显不同于相对昂贵的基于铂的催化剂，其中该催化剂用于常规的氢化硅烷化-固化的交联有机硅聚合物系统中。
由此，在第五实施方案中，本发明提供用于制备交联有机硅聚合物的方法以及由该方法制备的交联有机硅聚合物。所述方法通常包括如下步骤：(a)提供第一硅氧烷化合物，(b)提供开环催化剂，(c)混合所述第一硅氧烷化合物和所述开环催化剂以生成反应混合物；以及(d)使所述反应混合物中的组分反应。
在该第五实施方案中，第一硅氧烷化合物包含多个硅氧烷重复单元。优选地，至少一部分所述硅氧烷重复单元为环硅氧烷重复单元，并且所述环硅氧烷重复单元独立地选自符合如下式(XL)结构的环硅氧烷重复单元
在这一实施方案中，在式(XL)的结构中，R1、R2、R3、R4、R20和R21选自上述与第一实施方案的硅氧烷化合物有关的基团。变量x为0或者任意正整数；并且y为从1至6的正整数。在优选实施方案中，x选自0、1和2；y为从1至6的正整数；并且x和y之和为从1至8的整数。在特别优选实施方案中，至少一部分所述环硅氧烷重复单元具有x为0且y为1的结构，这样得到具有符合式(I)的结构的环硅氧烷重复单元。在这样的实施方案中，R1、R2、R3和R4可选自上述与第一实施方案的硅氧烷化合物中的式(I)有关的基团。
如同第一实施方案的硅氧烷化合物一样，用于该第五实施方案的方法中的硅氧烷化合物还可包含一个或多个符合上述式(X)结构的链段。用于该第五实施方案的方法中的硅氧烷化合物还可以包含一个或多个符合上述式(XV)结构的链段。硅氧烷化合物还可以包含任意合适的封端基团，例如上述各种与本发明第一实施方案有关的封端基团。
从以上论述能够得出，适合用于该第五实施方案的方法中的硅氧烷化合物包括但不局限于与本发明的第一和第三实施方案有关的上述硅氧烷化合物。
本发明的该第五实施方案的方法使用开环催化剂以产生交联有机硅聚合物。开环催化剂可为任意合适的化合物，该化合物能够催化用于所述方法中的第一硅氧烷化合物上的环硅氧烷部分的打开。合适的催化剂的描述例如见：书籍Silicon-ContainingPolymers:The Science and Technology of Their Synthesis and Applications(James等人,Dordrecht:Kluwer Academic Publishers,2000)的第1章,书籍Handbook of Ring-Opening Polymerization (Dubois等人，Weinheim:WILEY-VCH Verlag GmbH Co.KGaA,2009)的第3章，美国专利申请公开No.2008/0097064A1(Blanc-Magnard等人)，Inorg.Chem.2012,51,12266-72(Jaroentomeechai等人)，以及Journal of PolymerScience 1959,XL,35-58(Gilbert等人)。一种合适种类的开环催化剂为包含一个或多个硅烷醇(silanolate)或者硅氧烷醇(siloxanolate)部分的化合物。在优选实施方案中，开环催化剂可选自硅氧烷醇盐(例如：硅氧烷醇四甲铵),二芳烷基硅烷醇盐(例如：二甲基苯基硅烷醇钠)和氢氧化鏻(例如：四烷基氢氧化鏻)。
在这一方法实施方案中，将硅氧烷化合物和开环催化剂混合形成反应混合物。反应混合物可包含除硅氧烷化合物和开环催化剂之外的其它组分。例如，反应混合物可包含合适的溶剂或者稀释剂。反应混合物还可包含一种或多种另外的硅氧烷化合物，包括能参与交联有机硅聚合物的固化反应的硅氧烷化合物。例如，在一个实施方案中，反应混合物还可包含符合选自式(LX)、式(LXV)和式(LXX)的结构的化合物。以上已对式(LXX)的结构进行描述，并且其结构上的取代基选自上述基团。式(LX)的结构为：
在式(LX)的结构中，R60、R61、R62和R63独立地选自烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基。变量a为正整数；b为正整数；并且a与b之和为3至5。优选地，a与b之和为3。优选地，R60、R61、R62和R63独立地选自C1-C30烷基(例如：C1-C8烷基)、C2-C30烯基(例如：C2-C8烯基)、C1-C30卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、C6-C30芳基(例如：C6-C10芳基)、C7-C31芳烷基、C3-C9三烷基甲硅烷氧基、C8-C26芳基二烷基甲硅烷氧基、C13-C28烷基二芳基甲硅烷氧基和C18-C30三芳基甲硅烷氧基。更优选地，R60、R61、R62和R63独立地选自C1-C8烷基、C1-C8卤代烷基、C6-C10芳基和C7-C31芳烷基。在一个具体的优选实施方案中，R60和R61选自卤代烷基(例如：C1-C30卤代烷基,优选地C1-C8卤代烷基)、芳基(例如：C6-C30芳基，C6-C10芳基)和芳烷基(例如：C7-C31芳烷基),特别优选芳基，最优选苯基。在另一具体的优选实施方案中，R62与R63选自烷基(例如：C1-C30烷基，优选C1-C8烷基)，特别优选甲基。
式(LXV)的结构为：
在式(LXV)的结构中，R65和R68独立地选自氢、烷基、经取代的烷基、酰基、经取代的酰基、三烷基甲硅烷基、芳基二烷基甲硅烷基、烷基二芳基甲硅烷基和三芳基甲硅烷基。R66和R67独立地选自烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基。变量n为正整数。优选地，R65和R68独立地选自氢、C1-C30烷基(例如：C1-C8烷基或者C1-C4烷基)和C1-C30酰基(例如：C1-C8酰基)。最优选地，R65和R68均为氢。优选地，R66和R67独立地选自C1-C30烷基(例如：C1-C8烷基)、C2-C30烯基(例如：C2-C8烯基)、C1-C30卤代烷基(例如：C1-C8卤代烷基)、C6-C30芳基(例如：C6-C10芳基)、C7-C31芳烷基、C3-C9三烷基甲硅烷氧基、C8-C26芳基二烷基甲硅烷氧基、C13-C28烷基二芳基甲硅烷氧基和C18-C30三芳基甲硅烷氧基。更优选地，R66和R67独立地选自C1-C8烷基、C1-C8卤代烷基、C6-C10芳基和C7-C31芳烷基。
如上提到的，开环催化剂与硅氧烷化合物起反应以打开环硅氧烷重复单元的至少一部分。由此产生的“被打开的”部分(即,“被打开的”原环硅氧烷重复单元)在其末端具有活性基团，该活性基团可通过与另一硅原子反应形成Si-O-Si连接。由此，当这一被打开的部分起反应形成与另一第一硅氧烷化合物分子的Si-O-Si连接时，结果形成原独立的硅氧烷分子之间的交联。随着这一方法重复多次，最终结果形成交联有机硅聚合物。为了加快这一固化机制，可将反应混合物和交联有机硅聚合物加热至较高温度。此外，优选对反应混合物进行脱气以避免在交联有机硅聚合物中形成气泡。可使用任意本领域已知的合适技术对反应混合物进行脱气。
本发明的交联有机硅聚合物优选地呈现比较高程度的热稳定性，正如通过较高温度暴露后不会发黄或者极少发黄所证实的那样。更特别地，本发明的交联有机硅聚合物优选地在暴露于200℃的温度下1,000小时后未呈现出发黄。本发明的交联有机硅聚合物可制成各种不同的硬度，这取决于制备所述聚合物中所用的具体条件。例如，所述交联有机硅聚合物可为凝胶，或者可为呈现肖氏D硬度的固体。本发明的交联有机硅聚合物还可制成为呈现从相当宽范围内选取的折射率。所述聚合物的折射率将取决于用于制备所述聚合物的硅氧烷化合物上的取代基。特别地，交联有机硅聚合物可呈现从大约1.35至大约1.6的折射率。在优选实施方案中，交联有机硅聚合物呈现大约1.5或更大的折射率，或者大约1.55或更大(例如：大约1.57或者更大)的折射率。
在第六实施方案中，本发明提供用于制备交联有机硅聚合物的成套材料。该成套材料包含第一部分和第二部分。第一部分和第二部分彼此物理上隔离以阻止各部分所含组分的混合。第一部分包含上述与用于制备所述交联有机硅聚合物的方法有关的第一硅氧烷化合物，以及任何以上作为所述方法中合适使用的而公开的另外的硅氧烷化合物。第二部分包含开环催化剂。由此，当将第一部分和第二部分混合时，硅氧烷化合物和开环催化剂反应形成上述交联有机硅聚合物。
所述成套材料的第一和第二部分可包含其它组分。例如，第一部分还可包含一种或多种增粘剂。第二部分可包含硅氧烷流体，其提供其中可分散开环催化剂的介质。第一或者第二部分还可包含反应性或者非反应性稀释剂以调节系统的粘度。
所述成套材料可以任意合适的形式提供。例如，成套材料可以两个独立且不同的容器的形式提供，其中当使用者意欲制备交联有机硅聚合物时，将所述容器的内容物(或者内容物的一部分)移走并且手动混合。或者，成套材料可以管的形式提供，其中该管具有两个独立的槽，各槽容纳第一部分和第二部分中的一个。各槽均可具有出口，并且两个出口可位于彼此接近的地方。由此，当所述管中的内容物被挤压时，各部分的内容物从它们的各自出口排出，在出口处它们在目标表面上发生混合。或者，两个出口可供料进入喷嘴，设计该喷嘴以在各部分的内容物离开所述喷嘴前充分混合所述内容物。
上述交联有机硅聚合物被认为适合用于很广泛的应用中。考虑到所述弹性体并不产生通常通过常规的缩合固化弹性体产生的VOC，以及能通过使用在硅氧烷起始物料上的某些基团(例如：卤代烷基、芳烷基、芳基、经取代的芳基、杂芳基或者经取代的芳基)定制弹性体折射率，人们相信该弹性体特别适合用于电子设备例如用于发光二极管(LED)的封装物中。此外，人们相信，由于不会产生VOC，还会趋于使在所述聚合物固化时出现的收缩率减小(通常收缩率小于5％，优选地小于2％),使得所述聚合物特别合适用作密封剂或者封装物。
在第七实施方案中，本发明提供应用了根据本发明的交联有机硅聚合物(例如：通过上述方法或者使用上述成套材料制备的交联有机硅聚合物)作为封装物的LED。图1示出了这样的LED的简化的示意性截面图。LED100包含(a)半导体晶体102，(b)电连接至半导体晶体102的阴极104，(c)电连接至半导体晶体102的阳极106，以及(d)包围半导体晶体102的封装材料110。如上提到的，封装材料110包含根据本发明的交联有机硅聚合物。半导体晶体可由任意结晶性半导体材料组成，所述材料适于在电流经由所述材料通过时产生辐射(例如：发可见光)。合适的半导体晶体是本领域所熟知的，由氮化镓制造的晶体为其中所常用的。此外，半导体晶体可被承载于任意合适的本领域已知的载体(例如金刚砂或者蓝宝石)上。基本上，半导体晶体102包含在半导体晶体的第一区域(未图示)中的n-型半导体材料，以及在半导体材料的第二区域(未图示)中的p-型半导体材料。半导体材料的第一区域和第二区域之间的边界设置有p-n结。
LED 100还包含电连接至半导体晶体102的第一区域的阴极104。阴极可为任意合适的材料(例如：金属)，其中该材料能够承载给LED供电所必需的电流。如图1所示，半导体晶体102可直接附着于阴极104从而提供至第一区域的电连接。或者，阴极可通过合适的接合线连接到半导体晶体，如以下关于阳极所述的。阳极106电连接至半导体晶体102的第二区域。阳极可为任意合适的材料(例如：金属)，其中该材料能够承载给LED供电所必需的电流。如图1所示，阳极106可通过合适的接合线108电连接至半导体晶体的第二区域。接合线可为任意合适的材料(例如：金属)，其中该材料能够承载从阳极至半导体材料的第二区域的电流。
如上提到的，LED 100还包含包围半导体晶体102的封装材料110。如图1所示，如果阴极104和阳极106与半导体晶体102隔离，则封装物110还可包围阴极104和阳极106，但这并不是必需的。封装材料提供两个基本功能。第一，其保护半导体晶体和与所述晶体的电连接，从而避免因外力或者污染物而受损。第二，封装材料提供在半导体晶体的高折射率材料和包围LED的低折射率空气之间的过渡。如本领域技术人员所熟知的，半导体晶体和周围空气的折射率之间较大的差异会导致LED内光的内反射。这些内反射减少从半导体晶体逸散的并且由LED发出的光的量。通过设置具有居间折射率的介质(即，半导体晶体的高折射率和空气的折射率之间的折射率)，封装材料可减少内反射回半导体晶体的光的量，从而增加由LED发出的光的量。
如上提到的，封装材料优选地包含根据本发明的交联有机硅聚合物。特别是，封装材料优选地包含这样的交联有机硅聚合物，其中所述交联有机硅聚合物上的至少一部分官能团选自卤代烷基、芳烷基、芳基、经取代的芳基、杂芳基或者经取代的芳基，特别优选卤代烷基、芳基和芳烷基。用于制备这样的交联有机硅聚合物的方法如上所述。人们相信，这些基团的存在会得到具有较高折射率的交联有机硅聚合物，这将提供改进的过渡并降低回到LED的内反射的量。
封装材料可包含除本发明的交联有机硅聚合物之外的其它组分。例如，封装材料还可包含磷光体，其将一部分由半导体晶体产生的光转化至不同的波长，以调整由LED发出的光的波长。可使用任意合适的磷光体或者磷光体的组合。合适的磷光体为本领域技术人员所熟知。
如图1所示，LED 100还可包含围住内部部件的外壳或者透镜112。外壳或者透镜可用来进一步保护LED的内部部件，并且还可用来聚焦由LED产生的光。
以下实施例进一步示例说明了如上所述的主题，但当然并非解释为以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
本实施例说明了包含环硅氧烷重复单元的根据本发明的硅氧烷化合物的制备。
在室温下并且在氩气保护下将54g二苯基硅二醇(250mmol)、200mg三(五氟苯基)硼烷(0.391mmol)和1000ml二甲苯添加至配置有磁力搅拌棒的2L三颈烧瓶中。在强力搅拌的情况下，在室温下使用注射泵在17小时内缓慢添加36.45gα,ω-二(三甲基硅烷氧基)聚甲基氢硅氧烷(607.5mmol[Si-H]，平均Mn＝1700-3200)和18ml二甲苯的混合物。在添加期间形成气泡。添加后，将该溶液再搅拌1小时。然后将大约74g中性氧化铝加入所述溶液中，并且使所述混合物静置过夜。然后将溶液经由烧结过滤器过滤。随后在高真空状态下除去滤液中的溶剂，以产生粘性白色产物。然后在室温下将粘性白色产物于200ml乙醇中浸泡12小时。接着在真空状态下除去乙醇，并且获得粘性胶质。然后用约100ml二乙醚溶解该胶质。随后在搅拌状态下将乙醚溶液加入400ml六甲基二硅氧烷溶液中，在添加期间形成沉淀。接着将溶液滗析，然后在真空状态下干燥沉淀物以除去任何残留的溶剂，得到85g产物(产率达到约94％)。GPC(THF，室温，用聚苯乙烯校准)：Mn＝5049，PD＝29.3；NMR：1HNMR(ppm，CDCl3)δ7.65(多重宽峰，4H)，7.30(多重宽峰，6H)，0.07(多重宽峰，6H)31C NMR(ppm，CDCl3)δ134(多重峰)，130(多重峰)128(多重峰)-3(多重峰)29Si NMR(ppm，CDCl3)δ8.8(O-TMS)，-37.1(多重峰，D3环中的-O-SiPh2-O-)，-46(多重峰，在非D3形式中的-O-SiPh2-O-)，-56.9(D3环中的Me-SiO3-)，-66.1(非D3环中的Me-SiO3-)；IR：2956，1592，1429，1269，1227，1122，990，906，843，773，695。
实施例2
本实施例说明了包含环硅氧烷重复单元的根据本发明的硅氧烷化合物的制备。
在氩气保护下将80mg三(五氟苯基)硼烷(0.156mmol)和150ml二甲苯添加至配置有磁力搅拌棒的三颈烧瓶。将溶液的温度保持在60℃。在强力搅拌的情况下，在3小时内缓慢添加12gα,ω-二(三甲基硅烷氧基)聚甲基氢硅氧烷(200mmol[Si-H]，平均Mn＝1700-3200)、22g二甲氧基二苯基硅烷(90mmol)和15ml二甲苯的混合物。在添加期间形成气泡。添加后，反应再继续在60℃下进行两小时，以及在120℃下进行0.5小时。随后使溶液冷却至室温，并且添加41mg三苯基膦(0.156mmol)。然后在真空状态下除去溶剂以得到约30g高粘性液体(产率达到约96％)。产物中有约6％(mol％)Si-H和5％(mol％)Si-OMe残留物。Mn＝4109，PD＝14.4；1H NMR(ppm,CDCl3)δ7.60(多重宽峰,4H)，7.25(多重宽峰,6H)，0.00(多重宽峰，6H 29Si NMR(ppm,CDCl3)δ10，-37，-47，-57，-67；IR 2969，1429，1269，1121，988，904，846，772，695。
实施例3
本实施例说明了包含环硅氧烷重复单元的根据本发明的硅氧烷化合物的制备。
在氩气保护下将80mg三(五氟苯基)硼烷(0.156mmol)和150ml二甲苯添加至配置有磁力搅拌棒的三颈烧瓶。将溶液的温度保持在60℃。在强力搅拌的情况下，在4小时内缓慢添加12gα,ω-二(三甲基硅烷氧基)聚甲基氢硅氧烷(200mmol[Si-H]，平均Mn＝1700-3200)、12g二甲氧基二甲基硅烷(100mmol)的混合物。在添加期间形成气泡。添加后，使反应再在60℃下保持1小时。随后使溶液冷却至室温，并且添加18g Al2O3。将混合物静置过夜。然后，将混合物过滤，并且在真空状态下除去溶剂以得到大约20g澄清的粘性液体(产率达到约95％)。产物中有约6％(mol％)Si-H和9％(mol％)Si-OMe残留物。Mn＝4249，PD＝8.5；1HNMR(ppm,CDCl3)δ0.00(宽峰,12H)；29Si NMR(ppm,CDCl3)δ8，-8，-11，-19，-21，-54，-58，-67；IR 2964，1264，1002，907，849，760，702。
实施例4
本实施例说明了包含环硅氧烷重复单元的根据本发明的硅氧烷化合物的制备。
在室温下并且在氩气保护下将54.08g二苯基硅二醇(250mmol)、200mg三(五氟苯基)硼烷(0.391mmol)和1000ml二甲苯添加至配置有磁力搅拌棒的三颈烧瓶中。在强力搅拌的情况下，使用注射泵在24小时内缓慢添加68.5g三甲基甲硅烷氧基封端的甲基氢硅氧烷-二甲基硅氧烷共聚物(500mmol[Si-H]，平均Mn＝680)。在添加期间形成气泡。添加后，使反应温度升高至60℃，并且搅拌4.5小时。IR显示没有残留的Si-H。然后，将78g中性氧化铝添加至溶液中。1小时后，将溶液过滤，在高真空状态下除去滤液中的溶剂以得到粘性液体(17.5g，产率达到约96％)。产物的折射率为1.4965@589.3nm。Mn＝3543，PD＝1.9；1H NMR(ppm,CDCl3)δ7.60(多重宽峰,4H),7.30(多重宽峰,6H),0.00(多重宽峰,19H)；31C NMR(ppm,CDCl3)δ134(多重峰)，130(多重峰)，127(多重峰)，0，(多重峰)，-3(多重峰)；29Si NMR(ppm,CDCl3)δ9，-20，-36，-47，-57，-66；IR 2962，1429，1262，1006，842，792，697。
实施例5
本实施例说明了符合式(LXX)结构的硅氧烷化合物的制备。
在氩气保护的情况下，将50ml二甲苯、0.04g三(五氟苯基)硼烷(0.078mmol)和5.4g二苯基硅二醇(25mmol)添加至配置有磁力搅拌棒的三颈烧瓶。在强力搅拌的情况下，在50℃下将5.50g苯基三(二甲基甲硅烷氧基)硅烷(16.7mmol)和2.75g二甲苯的混合物在3小时内缓慢添加至烧瓶中。在添加期间形成气泡。添加后，将反应混合物在50℃下加热直至用IR检测不到Si-H(约1小时)。然后将反应混合物冷却至室温，并且添加9g氧化铝。在室温下静置过夜后，将反应混合物过滤，通过减压除去溶剂以得到澄清液(10.5g，产率达到约95％)。MALDI-TOF证实分子量((M+K+)计算值：1335,实测值：1335)。在GPC结果中有两个相邻峰，这表示存在两个异构体。1H NMR(ppm,CDCl3)δ7.60(多重峰,16H)，7.30(多重峰,24H)，0.08(多重峰,36H)31C NMR(ppm,CDCl3)δ134(多重峰)，130(多重峰)，128(多重峰,1(多重峰)29Si NMR(ppm,CDCl3)δ-17，-19，-46，-48，-79；IR 2962，1429，1259，1009，839，797，742，695，597。
实施例6
本实施例说明了根据本发明的交联有机硅聚合物的制备。
将0.2g根据本发明的聚环硅氧烷的2gTHF溶液和0.6g1,1-二苯基-3,3,5,5-四甲基环三硅氧烷的2.5gTHF溶液混合。然后，将0.048mg四甲基铵硅氧烷醇(60ppm，Gelest目录SIT 7502.0)的0.196gTHF溶液添加至混合物中。随后充分振摇该溶液，在真空状态下除去溶剂以产生白色固体。然后将该固体在75℃加热2小时、在125℃加热18小时和在150℃加热2小时，以使其充分固化。由此产生的交联有机硅聚合物具有约39的肖氏A硬度和在400nm下97％的透光度。
实施例7
本实施例说明了不同的根据本发明的交联有机硅聚合物的制备以及这些聚合物表现出的不同特性。
依据实施例6中描述的一般性工序制备四种交联有机硅聚合物(样品7A-7D)，如表1所示那样改变聚环硅氧烷化合物和1,1-二苯基-3,3,5,5-四甲基环三硅氧烷(如果存在)的比值。表1还列出了由此产生的聚合物的硬度。
表1.生成样品7A-7D所用的反应物以及样品7A-7D的硬度。
实施例8
本实施例说明了根据本发明的交联有机硅聚合物的制备。
将0.5g实施例1的聚(环)硅氧烷和1.5g苯甲基环四硅氧烷溶解于THF。然后，将0.12mg四甲基铵硅氧烷醇(60ppm，Gelest目录SIT 7502.0)的THF溶液添加至混合物中。充分振摇溶液，在真空状态下除去溶剂以产生澄清液。然后将该液体在125℃下加热16小时，以固化成软质弹性体。由此产生的弹性体具有大约20的肖氏A硬度。
实施例9
本实施例说明了根据本发明的交联有机硅聚合物的制备。
将0.05g实施例1的聚(环)硅氧烷和0.15g苯甲基环四硅氧烷(Gelest目录序号SIP6737-100g)溶解在THF中。然后，将溶解于THF中的0.012mg二甲基苯基硅烷醇钠(60ppm，Sigma Aldrich，目录序号673269-1G)添加至混合物中。充分振摇溶液，在真空状态下除去溶剂以产生澄清液。然后将该液体在75℃下加热40分钟和150℃下加热4小时，以固化成软质弹性体。
实施例10
本实施例说明了根据本发明的交联有机硅聚合物的制备。
将2g来自实施例5的化合物溶解在THF中，再将1.2mg四甲基铵硅氧烷醇(600ppm，Gelest目录SIT 7502.0)添加至该溶液。然后除去THF以产生澄清液。然后将该液体在75℃下加热1小时和120℃下加热5小时，以固化成很软的弹性体。接着通过在150℃下加热1小时除去催化剂。弹性体具有接近0的肖氏A硬度。在另一试验中，0.67g实施例1的聚环硅氧烷和1.33g来自实施例5的化合物按类似方式被固化，以产生肖氏A硬度约为50的弹性体。
本文引用的所有参考文献(包括出版物、专利申请和专利)由此通过援引加入的方式纳入本文，如同每篇参考文献的全部内容被逐一且明确地指出的方式通过援引加入的方式纳入本文。
除非本文另有陈述或者上下文明显矛盾，在描述本申请主题的上下文(特别是在所附权利要求的上下文)中，术语“一(an和a)”以及“该(the)”以及类似指示物被解释为涵盖单数指示物和复数指示物。除非另外注明，术语“包含”、“具有”、“包括”和“含有”解释为开放式术语(即，表示“包括但并不局限于”)。本文中关于值的范围的叙述仅仅旨在用作逐一提及落在该范围内的每个单独值的简写方法，除非本文另有陈述；并且将每个单独值纳入到本说明书中，如同其在本文中逐一地叙述。除非本文另有陈述，或者在上下文中另外明显矛盾，本文描述的所有方法均可以任何合适的次序实施。本文使用的任何和所有实施例或者示例性措辞(例如，“例如”)旨在仅仅更好地例示本申请的主题，并不限制主题范围，除非另外要求。说明书中的措辞不应解释为表明任何非权利要求要素对于本文描述的主题的实践而言是必要的。
在本文中描述了本申请主题的优选实施方案，包括发明人已知的用于实施所要求主题的最佳方式。在阅读上文描述的基础上，那些优选实施方案的变化对于本领域普通技术人员会是明显的。发明人期待技术人员视情况使用这样的变化，并且发明人预期本文描述的主题以不同于本文具体描述的方式实践。因此，本公开包括如适用法律许可的在所附权利要求中叙述的主题的所有修改和等同。此外，在其所有可能变化中的上述要素的任何组合由本公开涵盖，除非本文另有陈述，或者上下文另外明显矛盾。

Claims (16)

1.包含多个硅氧烷重复单元的硅氧烷化合物，其中至少第一部分的所述硅氧烷重复单元为环硅氧烷重复单元，并且所述环硅氧烷重复单元独立地选自符合式(XL)结构的环硅氧烷重复单元
(XL)
其中R1和R2独立地选自烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；R20和R21独立地选自氢、烷基、经取代的烷基、烷二基、经取代的烷二基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、烯二基、经取代的烯二基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；前提条件是，R20和R21中仅一个为氢；以及进一步的前提条件是，如果R20和R21中的一个选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，那么R20和R21中的另一个也选自烷二基、经取代的烷二基、烯二基和经取代的烯二基，并且R20和R21键合形成环状部分；R3和R4独立地选自卤代烷基、芳烷基、芳基、经取代的芳基、杂芳基和经取代的杂芳基；x为0或者任意正整数；并且y为从1至6的正整数；并且其中至少第二部分的所述硅氧烷重复单元为符合式(XV)结构的硅氧烷重复单元
(XV)
其中R1、R3和R4如上所定义。
2.根据权利要求1所述的硅氧烷化合物，其中R3和R4独立地选自卤代烷基和芳基。
3.根据权利要求2所述的硅氧烷化合物，其中R3和R4独立地选自芳基。
4.根据权利要求3所述的硅氧烷化合物，其中R3和R4为苯基。
5.根据权利要求2所述的硅氧烷化合物，其中R3和R4独立地选自卤代烷基。
6.根据权利要求5所述的硅氧烷化合物，其中R3和R4独立地选自氟烷基。
7.根据权利要求1所述的硅氧烷化合物，其中所述硅氧烷化合物还包含至少一个符合式(X)结构的链段
(X)
其中R10和R11独立地选自氢、烷基、经取代的烷基、环烷基、经取代的环烷基、烯基、经取代的烯基、环烯基、经取代的环烯基、杂环基、经取代的杂环基、芳基、经取代的芳基、杂芳基、经取代的杂芳基、三烷基甲硅烷氧基、芳基二烷基甲硅烷氧基、烷基二芳基甲硅烷氧基和三芳基甲硅烷氧基；前提条件是R10和R11中仅一个为氢。
8.根据权利要求1所述的硅氧烷化合物，其中R1和R2独立地选自烷基和芳基。
9.根据权利要求8所述的硅氧烷化合物，其中R1和R2独立地选自烷基。
10.根据权利要求9所述的硅氧烷化合物，其中R1和R2为甲基。
11.根据权利要求1所述的硅氧烷化合物，其中所述硅氧烷化合物还包含甲硅烷基封端基团。
12.根据权利要求1所述的硅氧烷化合物，其中x为0、1或者2。
13.根据权利要求12所述的硅氧烷化合物，其中x为0。
14.根据权利要求1所述的硅氧烷化合物，其中y为1、2或者3。
15.根据权利要求14所述的硅氧烷化合物，其中y为1。
16.根据权利要求1所述的硅氧烷化合物，其中x为0并且y为1。
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