[发明专利]一种聚芳醚-聚硅氧烷共聚物及其制备方法

说明书

本发明涉及有机硅工业技术领域，为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种聚芳醚‑聚硅氧烷共聚物及其制备方法，是以酚羟基封端的聚芳醚和氢封端聚硅氧烷为原料，利用催化脱氢缩聚法，通过催化剂使聚硅氧烷分子链末端的Si‑H键发生活化，从而使两种原料发生脱氢偶联反应，缩聚形成结构规整的(AB)_n型多嵌段共聚物，软/硬段是通过Si‑O‑Ph键连接在一起的，得到的(AB)_n型聚芳醚‑聚硅氧烷多嵌段共聚物，具有良好的力学性能、耐热性能以及耐油、耐溶剂性能。

技术领域

本发明涉及有机硅工业技术领域，具体是一种聚芳醚-聚硅氧烷共聚物及其制备方法。

背景技术

聚硅氧烷类材料具有很多独特和优异的性能，因而在国民经济的诸多领域得到了广泛应用，已成为现代社会不可或缺的一类重要高分子材料。但由于聚硅氧烷分子链柔性较高(尤其是聚二甲基硅氧烷PDMS)，实际应用中需要加入硫化剂进行硫化，从而使聚硅氧烷分子链之间发生交联反应、形成三维网状结构的橡胶，此外还需要加入填料(如气相SiO₂等)进行补强，以提高其机械强度，扩大应用范围。

20世纪70年代前后，随着对聚硅氧烷共聚物合成方法和物理性能的深入研究，开发出了一类新型的有机硅高分子材料——“热塑性有机硅弹性体”。它不需要添加补强填料，也不需要使用硫化剂进行化学交联，只需通过热压、挤出、注塑或溶液浇铸成型，即可制得片状、膜状等不同形状的制品，产品还可回收利用，这为有机硅高分子材料的发展开辟了一条崭新的道路。

热塑性有机硅弹性体根据合成方法，可分为加聚型和缩聚型两种，在分子结构上大多以嵌段共聚物为主，特别是(AB)_n型嵌段共聚物，它是由刚性链段A和柔性链段B交替共聚而成。其柔性部分是橡胶成分，表现出弹性体的性质；刚性部分是塑料成分，均匀分散在连续的聚硅氧烷分子链中，起到了补强填料的作用。这种结构也决定了该类共聚物具有两相形态，往往显示出两个玻璃化转变，分别对应柔性链段(软段)和刚性链段(硬段)，其中典型的代表如聚砜-聚二甲基硅氧烷交替嵌段共聚物、聚碳酸酯-聚二甲基硅氧烷交替嵌段共聚物 (CN103534297A)以及聚酰亚胺-聚二甲基硅氧烷交替嵌段共聚物 (CN103534316B)。

聚苯醚(PPO)是一种优良的热塑性树脂，通常是在铜/胺络合物催化和氧气存在下，通过氧化偶合反应制得的。PPO作为五大工程塑料之一，具有优良的耐高/低温性能、电绝缘性、耐化学腐蚀性、耐水解性、尺寸稳定性和抗蠕变性，因此被广泛用于汽车工业、电子电气、精密器械、纺织器材等多个领域。但是由于PPO分子链刚性大、分子间作用力强，因此存在熔融温度高、熔体粘度大、成型加工困难、耐冲击性能差、易产生应力开裂等缺点，利用PDMS对其进行改性一直是一个研究热点，且主要集中在ABA型三嵌段共聚物制备方面。CN1053203C公开了一种聚亚芳基醚-聚硅氧烷共聚物，它是由环氧官能化的聚亚芳基醚与氨基或羧基官能化的聚硅氧烷、或者由环氧官能化的聚硅氧烷和氨基或羧基官能化的聚亚芳基醚通过熔融挤塑制得的，所得的ABA型三嵌段共聚物中聚硅氧烷的含量在20％以下，主要目的是改善聚苯醚的物理性能。

沙特基础工业全球技术有限公司(化工新型材料，2010，38(4)，119-123)以及CN105315454A均是采用苯酚类单体与酚类基团封端的PDMS为原料，在铜/ 胺络合物催化下、通过氧化偶联聚合反应来进行PPO-PDMS三嵌段共聚物的制备。