CN114573769A - 一种丙烯酸酯改性有机硅聚合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种丙烯酸酯改性有机硅聚合物及其制备方法，其中的丙烯酸酯改性有机硅聚合物以下质量份数的原料制成：端羟基有机硅聚合物100份；丙烯酸酯50份；第一硅烷偶联剂1份；第二硅烷偶联剂2份；引发剂1份；碘化合物2份。本发明采用碘转移聚合物反应工艺合成丙烯酸酯改性有机硅聚合物，其能够有效地合成嵌段共聚物和接枝聚合物，且反应条件相对温和。

Description

一种丙烯酸酯改性有机硅聚合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及有机硅领域，尤其涉及一种丙烯酸酯改性有机硅聚合物及其制备方法。
背景技术
有机硅涂层具有许多独特的性能，如耐候、耐老化、耐臭氧、憎水、难燃等，这些优异性能为其他的有机高分子涂层所不能比拟和替代。因此，有机硅涂层在航空航天、电子电气、化工纺织、医疗卫生、机械建筑等领域均已得到了广泛的应用。
然而，有机硅材料的表面能相对较低，对基材的附着力较差。导致有机硅材料在某些领域的应用受到限制。因此，将丙烯酸酯进入到有机硅聚合物中，可以有效提高其附着力。目前，丙烯酸酯改性有机硅材料主要采用共混法或者自由基接枝法。聚丙烯酸酯的极性较高，有机硅的极性较低，共混法导致两者出现严重的相分离。自由基接枝法效率较低，共混物中其实最主要的是有机硅聚合物和丙烯酸酯聚合物。接枝得到的聚合物相对较少。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种丙烯酸酯改性有机硅聚合物及其制备方法，其采用碘转移聚合物反应工艺，能有效地合成嵌段共聚物和接枝聚合物，且反应条件相对温和。
本发明提供的丙烯酸酯改性有机硅聚合物，由以下质量份数的原料制成：
端羟基有机硅聚合物100份；
丙烯酸酯50份；
第一硅烷偶联剂1份；
第二硅烷偶联剂2份；
引发剂1份；
碘化合物2份。
可选的，所述端羟基有机硅聚合物端羟基硅油或羟基有机硅生胶。
可选的，所述丙烯酸酯为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种。
可选的，所述第一硅烷偶联剂中含有一个OCH3或一个OC2H5。
可选的，所述第二硅烷偶联剂的结构式为：
Figure BDA0003555820870000021
其中：p为1～10的自然数，T为OCH3或OC2H5。
可选的，所述引发剂为过氧化物引发剂、硫酸铵、十羰基二锰中的一种。
可选的，所述碘化合物结构式为CnF2n+1I。
可选的，所述丙烯酸酯改性有机硅聚合物的结构式为：
Figure BDA0003555820870000022
其中：
a为100～100000的自然数；
b为1～20的自然数；
d为1～1000的自然数；
W为硅烷偶联剂与羟基反应后的衍生基团；
X为(CH2)n，其中，n为1～10的自然数；
Y为CmF2m，其中m为1～10的自然数；
Z为丙烯酸酯聚合后的链节。
本发明提供的丙烯酸酯改性有机硅聚合物的制备方法，其包括如下步骤：
将端羟基有机硅聚合物、第一硅烷偶联剂、第二硅烷偶联剂加入至反应釜中，搅拌并快速升温，恒温下进行脱醇反应；
脱醇反应结束后，加入丙烯酸酯、引发剂和碘化合物，在密封条件下进行碘转移聚合反应，反应结束后获得所述烯酸酯改性有机硅聚合物。
碘转移聚合是一种可控自由基聚合方式，利用碘化物作为链转移剂，实现聚合物分子量与理论值的一致性，从而实现嵌段聚合物、星火聚合物和接枝聚合物的合成。在该种方法中，需要加入传统的自由基引发剂，如BPO、AIBN等。碘转移自由基聚合具有很多优势：有着与传统自由基相近的实验条件，聚合物额体系是均相的；链转移剂合成相对简单，聚合速率快。
本发明采用碘转移聚合物反应工艺合成丙烯酸酯改性有机硅聚合物，其能够有效地合成嵌段共聚物和接枝聚合物，且反应条件相对温和。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
称取：端羟基硅油100g，乙烯基甲基二甲氧基硅烷1g，甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷4g，丙烯酸酯丁酯50g，过氧化苯甲酰1g，C6F13I为2g。
将羟基硅油、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷加入到反应釜中,搅拌并快速升温，恒温进行脱醇反应后，加入丙烯酸酯、过氧化苯甲酰和C6F13I，在密闭条件下进行碘转移聚合反应，得到产物丙烯酸酯改性有机硅聚合物。
将本实施例制备的产物和高含氢硅油按照1:0.3的比例混合后，加入50ppm铂金催化剂后，涂布在钢板上，在150℃烘箱中烘烤1min，得到有机硅涂层，该有机硅涂层的附着力为0级。
实施例2
称取：端羟基硅油100g，三甲基甲氧基硅烷1g，甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷4g，丙烯酸酯丁酯50g，过氧化苯甲酰1g，C6F13I为2g。
将羟基硅油、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷加入到反应釜中,搅拌并快速升温，恒温进行脱醇反应后，加入丙烯酸酯、过氧化苯甲酰和C6F13I，在密闭条件下进行碘转移聚合反应，得到产物丙烯酸酯改性有机硅聚合物。
将本实施例制备的产物可用作聚丙烯酸酯和有机硅聚合物的增容剂，得到的共混物没有相分离。
实施例3
称取：羟基有机硅生胶(107胶)100g，乙烯基甲基二甲氧基硅烷1g，甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷4g，丙烯酸酯丁酯50g，过氧化苯甲酰1g，C6F13I为2g。
将羟基有机硅生胶、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基丙基二甲氧基硅烷加入到反应釜中,搅拌并快速升温，恒温进行脱醇反应后，加入丙烯酸酯、过氧化苯甲酰和C6F13I，在密闭条件下进行碘转移聚合反应，得到产物丙烯酸酯改性有机硅聚合物。
碘转移聚合是一种可控自由基聚合方式，利用碘化物作为链转移剂，实现聚合物分子量与理论值的一致性，从而实现嵌段聚合物、星火聚合物和接枝聚合物的合成。在该种方法中，需要加入传统的自由基引发剂，如BPO、AIBN等。碘转移自由基聚合具有很多优势：有着与传统自由基相近的实验条件，聚合物额体系是均相的；链转移剂合成相对简单，聚合速率快。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种丙烯酸酯改性有机硅聚合物，其特征在于，所述丙烯酸酯改性有机硅聚合物由以下质量份数的原料制成：
端羟基有机硅聚合物100份；
丙烯酸酯50份；
第一硅烷偶联剂1份；
第二硅烷偶联剂2份；
引发剂1份；
碘化合物2份。
2.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性有机硅聚合物，其特征在于，所述端羟基有机硅聚合物端羟基硅油或羟基有机硅生胶。
3.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性有机硅聚合物，其特征在于，所述丙烯酸酯为丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯中的一种或几种。
4.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性有机硅聚合物，其特征在于，所述第一硅烷偶联剂中含有一个OCH3或一个OC2H5。
5.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性有机硅聚合物，其特征在于，所述第二硅烷偶联剂的结构式为：
Figure FDA0003555820860000011
其中：p为1～10的自然数，T为OCH3或OC2H5。
6.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性有机硅聚合物，其特征在于，所述引发剂为过氧化物引发剂、硫酸铵、十羰基二锰中的一种。
7.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性有机硅聚合物，其特征在于，所述碘化合物结构式为CnF2n+1I。
8.如权利要求1所述的丙烯酸酯改性有机硅聚合物，其特征在于，所述丙烯酸酯改性有机硅聚合物的结构式为：
Figure FDA0003555820860000021
其中：
a为100～100000的自然数；
b为1～20的自然数；
d为1～1000的自然数；
W为硅烷偶联剂与羟基反应后的衍生基团；
X为(CH2)n，其中，n为1～10的自然数；
Y为CmF2m，其中，m为1～10的自然数；
Z为丙烯酸酯聚合后的链节。
9.如权利要求1所述的烯酸酯改性有机硅聚合物的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
将端羟基有机硅聚合物、第一硅烷偶联剂、第二硅烷偶联剂加入至反应釜中，搅拌并快速升温，恒温下进行脱醇反应；
脱醇反应结束后，加入丙烯酸酯、引发剂和碘化合物，在密封条件下进行碘转移聚合反应，反应结束后获得所述烯酸酯改性有机硅聚合物。
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