專利名稱：含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球及其制備方法與應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光散射微球，特別是涉及含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球及其制備方法與含有該光散射微球的光散射功能母粒；該含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球的功能母粒用于透明熱塑料性樹脂聚碳酸酯(PC)的光散射改性，可得到很好地滿足LED燈罩使用需要的PC改性料。
背景技術：
聚倍半硅氧烷分子式為(RSiOiJjR為H、烷基、亞烴基、芳基、亞芳基或這些基團的取代基)，主鏈由Si-O-Si鍵構成，具有類似于堅硬的二氧化硅結構，側基為有機基團，其分子自身具有有機/無機雜化結構，已被用作高分子材料的阻燃劑、增強劑等。近年來，隨·著LED產業發展的需要，聚倍半硅氧烷在用作聚碳酸酯等透明熱塑料樹脂的光散射劑，較好地滿足LED燈罩使用需要方面表現出很大的潛力。由于聚倍半硅氧烷的性能與其分子結構上有機基團種類有很大的關系，且產物形態等與制備方法密切相關，大多數結構、組成與形態的聚倍半硅氧烷并不具備光散射作用；另外聚倍半硅氧烷的作用表現還與其結構組成和基體樹脂的匹配性有很大的關系。廣州市聚賽龍工程塑料有限公司公開的聚碳酸酯復合材料及其制備方法與LED燈罩的制作方法(CN201110151545. 9 )發明專利中用到了硅樹脂，但其配方組分中另外加入了光散射劑，所采用的硅樹脂沒有光散射作用。苯基聚倍半硅氧烷是研究得最為廣泛的聚倍半硅氧烷之一，具有優異的熱穩定性，在空氣中起始分解溫度480 500°C，至550°C時僅失重5%，一般由苯基三氯硅烷或苯基三烷氧基硅烷在酸或堿的催化作用下水解縮聚而成，但苯基聚倍半硅氧烷微球的有機基團僅為苯基，與聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酸(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等透明熱塑料樹脂基體相互作用較差。華南理工大學的發明專利(ZL200510033478. 5)將氨丙基類三烷氧基硅烷、苯基三官能團硅烷單體及二苯基二官能團硅烷在陰離子表面活性劑、堿催化作用下制得到聚氨丙基/苯基倍半硅氧烷微粉，該專利將極性氨基引入到聚倍半硅氧烷結構中，一定程度地改善微粉與聚合物基體的相容性，但由于氨基為堿性，而聚碳酸酯等基體對堿敏感，由此引起的降解使基體力學性能嚴重下降。湖北大學公開了一類同時帶有相同或不同功能基和非功能基籠型八聚倍半硅氧烷的合成方法的發明專利(CN201010217719. 2)，該專利將非功能經基二燒氧基娃燒和含有乙稀基、氣丙基、疏丙基、氣丙基的二燒氧基娃燒在溶劑和催化劑作用下反應，得到同時帶有相同或不同功能基和非功能基籠型八聚倍半硅氧烷，但該專利得到的籠型八聚倍半硅氧烷上的氯丙基、巰丙基、氨丙基等功能基團耐熱穩定性差，在聚碳酸酯加工溫度下會產生部分分解。林牡麗公開了一種光散射母粒的制造方法的發明專利(201110176404. 2)，該專利采用石英沙做光擴散粒子體，以正硅酸乙酯反應生成的二氧化硅進一步包裹，再將獲取的光散射粒子體與助劑及聚合物基體混合后采用雙螺桿擠出機進行擠出造粒獲得光散射母粒，該發明產生的光散射粒子為無機組成，存在與聚合物基體相互作用差，難以均勻分散等問題。綜上所述，現有技術制備的聚倍半硅氧烷基本上不是針對透明熱塑性塑料光散射改性用途而制備的，用作透明熱塑性塑料的光散射劑存在熱穩定性低、與基體相容性差、無光散射功能等問題。
發明內容
針對已有技術存在的缺陷，本發明提供一種分子結構中同時含苯甲酸酯基和苯基有機基團、熱穩定性高、與基體相容性好、具有光散射功能的聚倍半硅氧烷微球。本發明另一目的是提供上述含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球的制備方法。本發明第三目的是提供包含該含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷、具有光散射特性的功能母粒。本發明一種同時含苯甲酸酯基和苯基有機基團的聚倍半娃氧燒光散射微球，通過先合成含苯甲酸酯基三烷氧基硅烷單體，然后以低級脂肪醇和水作溶劑，在堿性催化劑作用下，將含苯甲酸酷基二燒氧基娃燒和苯基二燒氧基娃燒兩種娃燒單體在25 50°C下水解共縮聚進行制備，并以其為光散射劑與熱塑性樹脂聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯共混制備了一種功能母粒。為達到上述發明目的，本發明采取了如下技術方案一種含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球，其特征在于具有以下結構通式
權利要求
1.一種含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球，其特征在于具有以下結構通式
2.根據權利要求I所述的含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球，其特征在于含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球的數均分子量為800 2000，外觀為白色粉末，平均粒徑為0. 5 5 y m。
3.權利要求I所述的含苯甲酸酯基聚倍半娃氧燒光散射微球的制備方法，其特征在于包括如下步驟 (1)、在反應瓶中加入Y-氯丙基三烷氧基硅烷、對羥基苯甲酸酯鈉和こ醇，攪拌混合，在50 80°C下反應2 6小時，冷卻至室溫，過濾，將濾液減壓蒸餾除去こ醇，干燥后得到含苯甲酸酯基三烷氧基硅烷；所述對羥基苯甲酸酯鈉與Y-氯丙基三烷氧基硅烷的摩爾比為1.0 1.2 :1，こ醇的用量為Y-氯丙基三烷氧基硅烷質量的4 8倍； (2)、在反應瓶中加入堿性催化劑、低級脂肪醇和水，水的用量為低級脂肪醇質量的10 50 ,將所述含苯甲酸酷基ニ燒氧基娃燒與苯基ニ燒氧基娃燒兩種娃燒單體混合后加入到反應瓶中，其中苯基三烷氧基硅烷的摩爾百分數為50% 90%，含苯甲酸酯基三烷氧基硅烷的摩爾百分數為10% 50% ;在25 50°C下攪拌反應8 12h，靜置3 5h后，有白色沉淀析出，真空抽濾，沉淀用こ醇與水混合物洗滌，然后放入真空烘箱中在50 70°C下干燥6 10h，得到含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球產物；所述堿性催化劑和低級脂肪醇用量分別為含苯甲酸酷基ニ燒氧基娃燒與苯基ニ燒氧基娃燒兩種娃燒單體總質量的0. 5% 5%和3 6倍；所述苯基三烷氧基硅烷分子式為C6H5SiX3，其中X為-OCH3或-OC2H5 ； 所述堿性催化劑為氫氧化鈉、氨、氫氧化鉀、四甲基氫氧化銨、四こ基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨或四丁基氫氧化銨； 所述低級脂肪醇為甲醇、こ醇或異丙醇。
4.根據權利要求3所述含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球的制備方法，特征在干步驟(I)所述對羥基苯甲酸酯鈉結構式為
5.根據權利要求3所述含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球的制備方法，其特征在于步驟⑴所述Y-氯丙基三烷氧基硅烷分子式為Cl (CH2)3SiX3，其中X為-OCH3或-OC2H5。
6.根據權利要求3所述含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球的制備方法，其特征在于步驟⑵所述沉淀洗滌用こ醇與水混合物中こ醇與水的質量比為3 4 :1。
7.ー種含有權利要求I所述含苯甲酸酯基聚倍半娃氧燒光散射微球光散射功能母粒，其特征在于按質量百分比計，其原料配方組成為69. 7% 88. 5%熱塑性樹脂、10% 30%含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球、0. 1% 0. 5%光穩定劑和0. 2 0Z0 1%加工助劑；所述熱塑性樹脂為聚碳酸酷、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯こ烯；制備時，將原料混合均勻后，通過雙螺桿擠出機熔融、混煉、擠出、冷卻、切粒、干燥制得； 所述光穩定劑為雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷、2-羥基-4-正辛氧基ニ苯甲酮、2- (2'-羥基-5'-特辛基苯基)苯并三唑、三(1，2，2，6，6_五甲基哌啶基)亞磷酸酷、2- (2 ^ -羥基-3 ^ -叔丁基-5 ^ -甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、聚[I- (2'_羥こ基)-2，2，6，6_四甲基-4-羥基哌啶丁ニ酸脂]或聚-{[6-[ (1,1,3,3,-四甲基丁基)-胺基]1，3，5，-三嗪-2，4-ニ基][(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亞胺基]-1，6-己烷ニ基-[(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亞胺基]}。
8.根據權利要求7所述含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球光散射功能母粒，其特征在于所述加工助劑為增塑劑、脫模劑或抗氧劑中的ー種或多種； 所述增塑劑為鄰苯ニ甲酸ニ辛酷、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂或硬脂酸鈣； 所述脫模劑為有機硅脫模劑； 所述抗氧劑為酚類抗氧劑和/或亞 磷酸酯類抗氧劑；所述酚類抗氧劑為四(3_(3，5- ニ叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯或3 -(4-羥基苯基-3，5- ニ叔丁基)丙酸正十八碳醇酯；所述亞磷酸酯類抗氧劑為亞磷酸三(2，4_ ニ叔丁基苯基)酯或雙(2，4_ ニ叔丁基苯基)季戊四醇ニ亞磷酸酷。
全文摘要
本發明公開了含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球及其制備方法與應用，該光散射微球具有以下結構通式其中R為甲基、乙基、異丙基、正丙基、異丁基或正丁基。該分子結構中同時含苯甲酸酯基和苯基有機基團、熱穩定性高、與基體相容性好、具有光散射功能的聚倍半硅氧烷微球。包含該光散射微球的光散射功能母粒用于改性聚碳酸酯，加工性能良好，可起到很明顯的乳白、霧化作用，使聚碳酸酯霧度增加到90％以上，且透光率保持在80％以上，同時具有良好的光散射性和透光性，并基本保持原有良好的力學性能和熱性能。
文檔編號C08L83/06GK102786690SQ20121019508
公開日2012年11月21日 申請日期2012年6月13日 優先權日2012年6月13日
發明者劉述梅, 蔣智杰, 袁俊軒, 袁彥超, 趙建青 申請人:華南理工大學