[发明专利]一种POSS-酞菁铜-PS微球复合聚苯乙烯材料的制备方法

说明书

本发明涉及高介电PS材料合成技术领域，且公开了一种POSS‑酞菁铜‑PS微球复合聚苯乙烯材料的制备方法，包括：通过氯甲基化聚苯乙烯微球的氯甲基官能团与氨基酞菁铜的氨基官能团发生取代消去反应，得到氨基化酞菁铜‑PS微球；通过氨基化酞菁铜‑PS微球的氨基官能团与S‑正十二烷基‑S'‑(2‑异丁酸基)三硫代碳酸脂的羧基官能团发生脱水缩合反应，得到RAFT试剂化的酞菁铜‑PS微球；笼型单乙烯基倍半硅氧烷通过可逆加成断裂链转移反应聚合在酞菁铜‑PS微球的表面，得到POSS‑酞菁铜‑PS微球；以POSS‑酞菁铜‑PS微球为填料，制备得到高介电常数、低介电损耗的POSS‑酞菁铜‑PS微球复合聚苯乙烯材料。

技术领域

本发明涉及高介电PS材料合成技术领域，具体为一种POSS-酞菁铜-PS微球复合聚苯乙烯材料的制备方法。

背景技术

聚苯乙烯(PS)是一种重要的工程塑料，它具有较高的机械强度，优异的热稳定性、尺寸稳定性和抗湿性。PS的介电损耗较低，但是介电常数仅仅2.8(100Hz时)，限制了它在电子器件领域的应用。

酞菁(Phthalocyanines,Pcs)具有高度共平面的18个电子大π键共轭结构，其与众多金属离子配位并形成金属酞菁(Metalphthalocyanines,MPcs)，MPcs由于其优异的化学稳定性以及光电特性被广泛地应用于催化材料、导电材料、介电材料、太阳能电池以及光学材料等多个研究领域。

POSS作为一种特殊的有机/无机杂化材料，其具有绝缘性好、介电常数低的特点，可以应用于改善聚合物的介电性能。

本发明引用下述参考文献：化工学报在2009年7月第60卷第7期《笼型单乙烯基倍半硅氧烷的合成及表征》公开了笼型单乙烯基倍半硅氧烷(Viny1POSS)的结构和制备方法；

本发明尝试合成一种高介电常数、低介电损耗的POSS-酞菁铜-聚苯乙烯微球复合聚苯乙烯材料。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对聚苯乙烯(PS)介电常数低，应用受到限制的问题，本发明提供一种高介电常数、低介电损耗的POSS-酞菁铜-聚苯乙烯微球复合聚苯乙烯材料的合成方法。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种POSS-酞菁铜-PS微球复合聚苯乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1，氯甲基化聚苯乙烯微球的合成：

将聚乙烯吡咯烷酮和乙醇加入到三口瓶中，反应瓶配上回流冷凝管、机械搅拌器和温度计，向三口瓶中依次加入65-82份的苯乙烯单体，15-33份的4-氯甲基苯乙烯，二乙烯基苯，将整个体系抽真空充氮气，并迅速升温搅拌反应，得到氯甲基化聚苯乙烯微球；

步骤S2，氨基化酞菁铜-PS微球的合成：

将20-70份的氯甲基化聚苯乙烯微球和10-100份的氨基酞菁铜(NH₂-CuPc)加入三口烧瓶中磁子搅拌，加入1-10份的微米级粒径的硅胶催化剂，在45-75°C下加热回流3-6h，得到氨基化酞菁铜-PS微球；

步骤S3，合成RAFT试剂化的酞菁铜-PS微球；

步骤S4，POSS-酞菁铜-PS微球的合成：

在圆底烧瓶中加入1-8份的RAFT试剂化的酞菁铜-PS微球，S-正十二烷基-S'-(2-异丁酸基)三硫代碳酸脂(DDMAT)，乙腈(MeCN)和5-30份的笼型单乙烯基倍半硅氧烷(Viny1POSS)，超声分散均匀后加入引发剂，体系抽真空充氮气，在65-95°C下磁力搅拌10-14h，得到POSS-酞菁铜-PS微球;

步骤S5，POSS-酞菁铜-PS微球复合聚苯乙烯材料的合成：