[发明专利]硅酸盐质文物保护用透气性POSS基环氧接枝共聚物的制备方法

说明书

硅酸盐质文物保护用透气性POSS基环氧接枝共聚物的制备方法，首先通过溶液聚合反应将甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合获得自聚物主链(l‑PGMA)，然后，经由环氧开环反应与不同摩尔量的溴代异丁酸反应，获得含有不同数量引发端的大分子引发剂(l‑PGMA‑Br)，最后，在l‑PGMA‑Br为大分子引发剂，CuCl/Bpy催化体系下，通过原子转移自由基技术(ATRP)引发具有单甲基丙烯酰氧基七异丁基聚倍半硅氧烷(MA‑POSS)，得到白色粉末固体产物，最后PGMA‑g‑P(MA‑POSS)接枝共聚物固化；本发明具有过程方法简单快速，制备成本低，粘接性良好，且透气性改善效果明显的特点。

技术领域

本发明属于功能高分子材料和文物保护技术领域，特别涉及一种透气性环氧粘接材料——硅酸盐质文物保护用透气性POSS基环氧接枝共聚物的制备方法。

技术背景

笼型低聚倍半硅氧烷(Polyhedral oligomeric silsesquioxane，POSS)是由无机Si-O-Si框架和外围有机基团共同组成的一类直径为1-3nm的分子级纳米有机硅化合物。由于具有由硅氧元素组成的中空笼子，予以POSS基改性材料良好的透气性。甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)是带有环氧官能团和双键的双官能团化合物，可以将其引入到聚合物中，得到具有良好粘接性能的材料。因此，为了改善PGMA自聚物透气性差的弱点，引入具有中空笼子结构的POSS，共聚得到兼有透气性和粘接性的杂化材料。其中，POSS无机内核赋予杂化材料良好的透气性、硬度、耐热、耐候性、耐腐蚀和耐高低温等性能，GMA开环固化后赋予杂化材料良好的粘接性能。所以，将其作为文物保护类透气性粘接材料，具有重要的研究意义和实用价值，填补了文物保护专用粘接材料的空白。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供了一种硅酸盐质文物保护用透气性POSS基环氧接枝共聚物的制备方法，POSS基环氧接枝共聚物的制备过程是通过经典的溶液聚合反应、环氧开环反应和ATRP聚合反应，依次获得自聚物主链(l-PGMA)、大分子引发剂(l-PGMA-Br)和PGMA-g-P(MA-POSS)接枝共聚物，具有过程方法简单快速，制备成本低，粘接性良好，且透气性改善效果明显的特点。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是：

硅酸盐质文物保护用透气性POSS基环氧接枝共聚物的制备方法，包括以下步骤：

(一)、l-PGMA聚合物链的合成：通过溶液聚合方法合成l-PGMA聚合物链，称量GMA单体、4wt％的AIBN引发剂溶解在丁酮溶剂中，三者质量比是1:0.04:2，然后加入到放有磁子的圆底烧瓶中，65℃下搅拌反应5h，反应完毕后降温冷却，并旋蒸出多余的溶剂至反应液呈现粘稠状，然后将反应液在过量甲醇中沉析，抽虑，真空干燥24h，得到白色固体；

(二)、l-PGMA-Br大分子引发剂的合成：利用GMA中的环氧基团与溴代异丁酸BIBA中的羧基发生环氧开环反应引入Br端，生成ATRP大分子引发剂，具体方法为：分别将1mmol的l-PGMA与0.1-10.0mmol的BIBA溶解在5ml THF溶剂中，并倒入装有回流冷凝装置和磁子的圆底烧瓶中，50℃条件下反应30h，待反应结束，旋蒸除掉多余溶剂，剩余反应液在过量乙醚中沉析，得到l-PGMA-Br白色粉末，真空干燥24h，分别制备得到未开环的环氧基与Br端摩尔比为0.1-10的l-PGMA-Br大分子引发剂；