[发明专利]聚硅氧烷-聚有机嵌段共聚物

说明书

技术领域

本发明涉及有规结构的聚硅氧烷-聚有机嵌段共聚物、该聚硅氧烷-聚有机嵌段共聚物的制备及从其形成的制品。本发明还涉及适合引入聚硅氧烷-聚有机嵌段共聚物中的酯官能化聚硅氧烷。

背景技术

聚二有机硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物是公知的。通常，通过使羟基芳氧基封端的硅氧烷与双酚化合物或从其衍生的低聚物反应，从两相边界方法或无溶剂的熔体方法制备这些共聚物。

示例性地，美国专利4,732,949描述了一种用于制备聚二有机硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物的两相边界方法。该方法包括使如下物质反应：（a）具有通式结构(I)的直链的羟基芳氧基封端的硅氧烷

（b）双酚化合物，（c）止链剂，例如对十二烷苯酚，和（d）链支化剂。所公开双酚化合物的具体实例是2,2-双(4-羟基苯基)丙烷(II)，其中Y¹-Y⁴都是氢。

美国专利5,112,925描述了一种通过使如下物质反应而制备聚二有机硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物的两相边界方法：（a）二酚，和（b）羟基芳氧基封端的硅氧烷，其中在该硅氧烷末端部分中的芳基部分是通式(III)或通式(IV)的二价基团：

根据所述专利权人，与从不含这些特定芳基部分的硅氧烷衍生的共聚物相比，从具有上述芳基部分的硅氧烷衍生的共聚物具有改进的表面张力。

美国专利5,783,651描述了一种使用特定季铵或季化合物作为催化剂从如下物质制备聚二有机硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物的无溶剂熔体方法：（a）通式(I)的羟基芳氧基封端的硅氧烷，（b）双酚化合物，和（c）碳酸二芳基酯。

美国专利6,066,700描述了一种从如下物质制备聚二有机硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物的无溶剂熔体方法：通式结构(V)的羟基芳氧基封端的硅氧烷和通式结构(VI)的低聚碳酸酯：

式(VI)的低聚碳酸酯从双酚化合物和碳酸二芳基酯(VII)获得，其中优选Ar=C₆H₅。

在现有技术中已知三种一般途径获得通式结构(I)的直链的羟基芳氧基封端的硅氧烷：（A）美国专利3,189,662描述了氯封端聚硅氧烷与双酚化合物反应，消除氢氯酸作为副产物；（B）美国专利4,732,949描述了双酚化合物与α,ω-双酰氧基聚二有机硅氧烷在溶剂中反应，和（C）美国专利6,258,968描述了双酚化合物例如对苯二酚与环二芳基硅氧烷例如八甲基环四硅氧烷在溶剂中反应，其中使用酸催化剂，并且通过蒸馏从反应混合物中除去水。

遗憾的是，这些获得直链羟基芳氧基封端的硅氧烷的所有途径都具有如下的缺点：双酚反应物的两个羟基官能团都同样地可能与如下的物质反应，即，待制备的硅氧烷底物，以及所需的羟基芳氧基封端的硅氧烷，还有副产物，例如，含有通式结构(VIII)基团的聚合物：

如果形成副产物，如果该副产物引入聚硅氧烷-聚有机嵌段共聚物中，则这些副产物代表不希望的杂质。

此外，通过现有技术方法制备的羟基芳氧基封端的硅氧烷通常在链长方面具有批样差异，其原因是在这些硅氧烷中难以控制在下文所示结构IX中低聚体重复单元的数量“m”。

聚硅氧烷的这种链长差异将导致所得聚硅氧烷-聚有机嵌段共聚物的结构差异，其又可能影响该共聚物的性质。

有控制低聚体重复单元数量“m”的方法。例如，美国专利4,732,949描述了使用溶剂的高稀释物和过量双酚化合物控制低聚体重复单元的数量“m”。然而，这样的方法不符合成本效益。

作为羟基芳氧基封端的硅氧烷的一种替代，碳酸酯封端的硅氧烷也已用于制备聚硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物。例如，美国专利5,504,177描述了一种无溶剂的熔体方法以制备聚二有机硅氧烷-聚碳酸酯嵌段共聚物，该方法使用通式(X)的不含Si-O-C的碳酸酯封端硅氧烷：

然而，该方法具有如下的缺点：它需要使用昂贵的用于基团R³的对烯丙基酚前体，并且使用铂催化剂，这都增加了该方法的成本。

因此，需要一种符合成本效益的方法以制备具有有规硅氧烷嵌段结构的聚硅氧烷-聚有机嵌段共聚物，同时还避免形成不希望的副产物。本发明满足了这种需求。

发明内容