[发明专利]含POSS聚丙烯酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物及其制备

权利要求书

1.一种含笼型聚倍半硅氧烷的聚丙烯酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物的制备方法,所述的含笼型聚倍半硅氧烷的聚硅氧烷-聚丙烯酸酯嵌段共聚物的重复单元结构如下：

式1

式1中，m、n分别为独立的1~1000的整数；i、j分别为独立的0~18的整数；x为10~300的整数；

R₁为CH₃或OH；

R₂为

其中：R为C₁-C₈的烷烃或氟化烷烃；

R₃、R₄各自独立的为H或CH₃；

R₅为CH₃或CH₂CH₂CF₃，

其特征在于包括以下过程：

1）羟基封端聚硅氧烷的制备

将氢封端聚硅氧烷和丙烯醇按摩尔比1:（1~2）加入到异丙醇中，得到50~60wt%的异丙醇溶液，在氮气或氩气的保护下，按铂催化剂与氢封端聚二甲基硅氧烷中硅氢键的摩尔比1:（0.0001~0.0002）的比例加入铂催化剂，在20~30℃下反应0.5~1.5h后，升温到60~100℃，反应0.5~1.5h后使用旋转蒸发仪除去反应溶剂，真空干燥，彻底除去溶剂，得到羟基封端聚硅氧烷；

2）聚硅氧烷大分子可逆加成-断裂链转移试剂的制备

将步骤1）制得的羟基封端聚硅氧烷和催化剂二环己基碳二亚胺按摩尔比1:（1~2）加入到无水二氯甲烷中，得到含有羟基封端聚基硅氧烷5~7wt%的二氯甲烷溶液，再按羟基封端聚硅氧烷与羧基硫代碳酸酯的摩尔比1:（1~5）的比例加入羧基硫代碳酸酯，室温下搅拌48~72h后，用正己烷清洗，滤除不溶物，使用旋转蒸发仪除去反应溶剂，离心分层，取上层清液，用甲醇清洗3~5次，真空干燥后，得到数均分子量在1000~20000g/mol的聚硅氧烷大分子可逆加成-断裂链转移试剂；

3）含笼型聚倍半硅氧烷的聚丙烯酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物的制备

将步骤2）制得的聚硅氧烷大分子可逆加成-断裂链转移试剂、丙烯酸酯类单体、笼型聚倍半硅氧烷单体和引发剂按质量比1:（1~5）:（0.05~0.50）:（0.05~0.1）的比例加入到反应溶剂中溶解，得到含聚硅氧烷大分子RAFT试剂15~30wt%的溶液，在65~85℃下反应10~15h后，用冰水冷却，四氢呋喃稀释，用甲醇多次沉淀，对沉淀物进行真空干燥后，得到含笼型聚倍半硅氧烷的聚丙烯酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氢封端聚硅氧烷包括单端氢封端聚硅氧烷和双端氢封端聚硅氧烷，数均分子量在1000~20000 g/mol之间。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，羧基硫代碳酸酯为S-正十二烷基-S’-（2-甲基-2-丙烯酸）三硫代碳酸酯。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，丙烯酸酯类单体为甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸正丁酯和丙烯酸叔丁酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，反应溶剂为甲基异丁基甲酮，乙酸乙酯和二甲苯中的一种或几种的混合溶剂。

7.一种根据权利要求1所述的方法制得的含笼型倍半聚硅氧烷的聚丙烯酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物的应用，该共聚物用于低表面能疏水涂层材料中，作为涂层材料中的树脂基体。