[发明专利]一种有机‑无机杂化高分子复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于它的主要组成成分包括：可聚合或可交联的硅倍半氧烷-聚氨酯及其衍生物、可聚合或可交联的单体或齐聚体、固化辅助剂和/或添加剂。

2.一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于它的主要组成成分按质量百分比计为：可聚合或可交联的硅倍半氧烷-聚氨酯及其衍生物5-90％、可聚合或可交联的单体或齐聚体10‐80％、固化辅助剂和/或添加剂0‐10％。

3.根据权利要求1或2所述的一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述可聚合或可交联的硅倍半氧烷-聚氨酯及其衍生物通式为R_mSi_nO_a(OH)_bX_c，其中，m，n，a，b，c均表示原子或基团的个数，m，n为正整数，且n在2至100的范围内，m在0至3n的范围内，b，c均为非负整数，且满足b+c<3n，a为正实数，且a＝2n-0.5b-0.5c-0.5m；Si表示元素硅；OH表示羟基，X表示为可水解的功能团；R为有机基团，相同或者不同。

4.根据权利要求3所述的一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述R含有一种或几种非活性或活性功能团，所述非活性基团包括但不限于：烷基、苯基、碳氟基，所述活性功能团包括但不限于：丙烯酰氧基烷基或芳香基，甲基丙烯酰氧基烷基或芳香基，烯烃基，芳香烃烯基，炔烃基，环烯烃基，环炔烃基，链式脂肪族环氧烷基，环状脂肪族环氧烷基，硫醇基以及肉桂酸基。

5.根据权利要求4所述的一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述R中至少有一个含有一种或几种活性功能团；X为烷氧基或者卤原子。

6.根据权利要求1或2所述的一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述可聚合或可交联的硅倍半氧烷-聚氨酯及其衍生物的制备方法，主要步骤如下：

1)以有机硅烷和水作为反应物，进行水解和缩合反应，获得作为第一中间体；

2)选择或者制备第二中间体，所述第二中间体含有能与硅羟基进行封端反应的官能团，并同时具有可聚合或可交联活性有机官能团；

3)第二中间体对第一中间体进行硅羟基封端反应，生成可聚合或可交联的硅倍半氧烷-聚氨酯及其衍生物。

7.根据权利要求6所述的一种有机-无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述第一中间体、第二中间体均为一种或者几种的混合物。

8.根据权利要求6所述的一种有机-无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述有机硅烷的化学式表达为R_mSiX_4-m，其中，R包括但不限于：非活性基团烷基、苯基、碳氟基，活性基团丙烯酰氧基烷基或芳香基，甲基丙烯酰氧基烷基或芳香基，烯烃基，芳香烃烯基，炔烃基，环烯烃基，环炔烃基，链式脂肪族环氧烷基，环状脂肪族环氧烷基，硫醇基以及肉桂酸基；X表示可水解的功能团；m不大于3的正整数；Si表示元素硅。

9.根据权利要求8所述的一种有机-无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述有机硅烷包括但不局限于有机烷氧基硅烷、有机卤硅烷。

10.根据权利要求8所述的一种有机-无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述水解和缩合反应中，有机硅烷的摩尔数的总和与水摩尔数的比值为1.0:(1.0～6.5)；水解和缩合反应的时间范围为0～7天；温度范围为0～200℃。

11.根据权利要求8所述的一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述第一中间体是完全缩合的笼状硅倍半氧烷，以及多种未完全缩合硅倍半氧烷的混合物。

12.根据权利要求8所述的一种有机‐无机杂化高分子复合材料，其特征在于所述第二中间体中能进行硅羟基封端反应的基团包括但不限于异氰酸酯基，酰卤基，硅卤基；所述可聚合或可交联活性有机官能团包括但不限于丙烯酰氧基烷基或芳香基，甲基丙烯酰氧基烷基或芳香基，烯烃基，芳香烃烯基，炔烃基，环烯烃基，环炔烃基，链式脂肪族环氧烷基，环状脂肪族环氧烷基，硫醇基以及肉桂酸基。