专利名称：含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光散射微球，特别是涉及含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球及其制备方法与含有该光散射微球的光散射功能母粒；该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热塑料性树脂聚碳酸酯(PC)的光散射改性，可得到很好地满足LED灯罩使用需要的PC改性料。
背景技术：
聚倍半硅氧烷分子式为(RSiOiJjR为H、烷基、亚烃基、芳基、亚芳基或这些基团的取代基)，主链由Si-O-Si键构成，具有类似于坚硬的二氧化硅结构，侧基为有机基团，其分子自身具有有机/无机杂化结构，已被用作高分子材料的阻燃剂、增强剂等。近年来，随·着LED产业发展的需要，聚倍半硅氧烷在用作聚碳酸酯等透明热塑料树脂的光散射剂，较好地满足LED灯罩使用需要方面表现出很大的潜力。由于聚倍半硅氧烷的性能与其分子结构上有机基团种类有很大的关系，且产物形态等与制备方法密切相关，大多数结构、组成与形态的聚倍半硅氧烷并不具备光散射作用；另外聚倍半硅氧烷的作用表现还与其结构组成和基体树脂的匹配性有很大的关系。广州市聚赛龙工程塑料有限公司公开的聚碳酸酯复合材料及其制备方法与LED灯罩的制作方法(CN201110151545. 9 )发明专利中用到了硅树脂，但其配方组分中另外加入了光散射剂，所采用的硅树脂没有光散射作用。苯基聚倍半硅氧烷是研究得最为广泛的聚倍半硅氧烷之一，具有优异的热稳定性，在空气中起始分解温度480 500°C，至550°C时仅失重5%，一般由苯基三氯硅烷或苯基三烷氧基硅烷在酸或碱的催化作用下水解缩聚而成，但苯基聚倍半硅氧烷微球的有机基团仅为苯基，与聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酸(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等透明热塑料树脂基体相互作用较差。华南理工大学的发明专利(ZL200510033478. 5)将氨丙基类三烷氧基硅烷、苯基三官能团硅烷单体及二苯基二官能团硅烷在阴离子表面活性剂、碱催化作用下制得到聚氨丙基/苯基倍半硅氧烷微粉，该专利将极性氨基引入到聚倍半硅氧烷结构中，一定程度地改善微粉与聚合物基体的相容性，但由于氨基为碱性，而聚碳酸酯等基体对碱敏感，由此引起的降解使基体力学性能严重下降。湖北大学公开了一类同时带有相同或不同功能基和非功能基笼型八聚倍半硅氧烷的合成方法的发明专利(CN201010217719. 2)，该专利将非功能经基二烧氧基娃烧和含有乙稀基、氣丙基、疏丙基、氣丙基的二烧氧基娃烧在溶剂和催化剂作用下反应，得到同时带有相同或不同功能基和非功能基笼型八聚倍半硅氧烷，但该专利得到的笼型八聚倍半硅氧烷上的氯丙基、巯丙基、氨丙基等功能基团耐热稳定性差，在聚碳酸酯加工温度下会产生部分分解。林牡丽公开了一种光散射母粒的制造方法的发明专利(201110176404. 2)，该专利采用石英沙做光扩散粒子体，以正硅酸乙酯反应生成的二氧化硅进一步包裹，再将获取的光散射粒子体与助剂及聚合物基体混合后采用双螺杆挤出机进行挤出造粒获得光散射母粒，该发明产生的光散射粒子为无机组成，存在与聚合物基体相互作用差，难以均匀分散等问题。综上所述，现有技术制备的聚倍半硅氧烷基本上不是针对透明热塑性塑料光散射改性用途而制备的，用作透明热塑性塑料的光散射剂存在热稳定性低、与基体相容性差、无光散射功能等问题。
发明内容
针对已有技术存在的缺陷，本发明提供一种分子结构中同时含苯甲酸酯基和苯基有机基团、热稳定性高、与基体相容性好、具有光散射功能的聚倍半硅氧烷微球。本发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备方法。本发明第三目的是提供包含该含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷、具有光散射特性的功能母粒。本发明一种同时含苯甲酸酯基和苯基有机基团的聚倍半娃氧烧光散射微球，通过先合成含苯甲酸酯基三烷氧基硅烷单体，然后以低级脂肪醇和水作溶剂，在碱性催化剂作用下，将含苯甲酸酷基二烧氧基娃烧和苯基二烧氧基娃烧两种娃烧单体在25 50°C下水解共缩聚进行制备，并以其为光散射剂与热塑性树脂聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯共混制备了一种功能母粒。为达到上述发明目的，本发明采取了如下技术方案一种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结构通式
权利要求
1.一种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结构通式
2.根据权利要求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数均分子量为800 2000，外观为白色粉末，平均粒径为0. 5 5 y m。
3.权利要求I所述的含苯甲酸酯基聚倍半娃氧烧光散射微球的制备方法，其特征在于包括如下步骤 (1)、在反应瓶中加入Y-氯丙基三烷氧基硅烷、对羟基苯甲酸酯钠和こ醇，搅拌混合，在50 80°C下反应2 6小时，冷却至室温，过滤，将滤液减压蒸馏除去こ醇，干燥后得到含苯甲酸酯基三烷氧基硅烷；所述对羟基苯甲酸酯钠与Y-氯丙基三烷氧基硅烷的摩尔比为1.0 1.2 :1，こ醇的用量为Y-氯丙基三烷氧基硅烷质量的4 8倍； (2)、在反应瓶中加入碱性催化剂、低级脂肪醇和水，水的用量为低级脂肪醇质量的10 50 ,将所述含苯甲酸酷基ニ烧氧基娃烧与苯基ニ烧氧基娃烧两种娃烧单体混合后加入到反应瓶中，其中苯基三烷氧基硅烷的摩尔百分数为50% 90%，含苯甲酸酯基三烷氧基硅烷的摩尔百分数为10% 50% ;在25 50°C下搅拌反应8 12h，静置3 5h后，有白色沉淀析出，真空抽滤，沉淀用こ醇与水混合物洗涤，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产物；所述碱性催化剂和低级脂肪醇用量分别为含苯甲酸酷基ニ烧氧基娃烧与苯基ニ烧氧基娃烧两种娃烧单体总质量的0. 5% 5%和3 6倍；所述苯基三烷氧基硅烷分子式为C6H5SiX3，其中X为-OCH3或-OC2H5 ； 所述碱性催化剂为氢氧化钠、氨、氢氧化钾、四甲基氢氧化铵、四こ基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵或四丁基氢氧化铵； 所述低级脂肪醇为甲醇、こ醇或异丙醇。
4.根据权利要求3所述含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球的制备方法，特征在干步骤(I)所述对羟基苯甲酸酯钠结构式为
5.根据权利要求3所述含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球的制备方法，其特征在于步骤⑴所述Y-氯丙基三烷氧基硅烷分子式为Cl (CH2)3SiX3，其中X为-OCH3或-OC2H5。
6.根据权利要求3所述含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球的制备方法，其特征在于步骤⑵所述沉淀洗涤用こ醇与水混合物中こ醇与水的质量比为3 4 :1。
7.ー种含有权利要求I所述含苯甲酸酯基聚倍半娃氧烧光散射微球光散射功能母粒，其特征在于按质量百分比计，其原料配方组成为69. 7% 88. 5%热塑性树脂、10% 30%含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球、0. 1% 0. 5%光稳定剂和0. 2 0Z0 1%加工助剂；所述热塑性树脂为聚碳酸酷、聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯こ烯；制备时，将原料混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融、混炼、挤出、冷却、切粒、干燥制得； 所述光稳定剂为双(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸ニ酸酷、2-羟基-4-正辛氧基ニ苯甲酮、2- (2'-羟基-5'-特辛基苯基)苯并三唑、三(1，2，2，6，6_五甲基哌啶基)亚磷酸酷、2- (2 ^ -羟基-3 ^ -叔丁基-5 ^ -甲基苯基)-5-氯代苯并三唑、聚[I- (2'_羟こ基)-2，2，6，6_四甲基-4-羟基哌啶丁ニ酸脂]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)-亚胺基]-1，6-己烷ニ基-[(2，2，6，6-四甲基哌啶基)-亚胺基]}。
8.根据权利要求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剂为增塑剂、脱模剂或抗氧剂中的ー种或多种； 所述增塑剂为邻苯ニ甲酸ニ辛酷、硬脂酸锌、硬脂酸镁或硬脂酸钙； 所述脱模剂为有机硅脱模剂； 所述抗氧剂为酚类抗氧剂和/或亚 磷酸酯类抗氧剂；所述酚类抗氧剂为四(3_(3，5- ニ叔丁基-4-羟基苯基)丙酸)季戊四醇酯或3 -(4-羟基苯基-3，5- ニ叔丁基)丙酸正十八碳醇酯；所述亚磷酸酯类抗氧剂为亚磷酸三(2，4_ ニ叔丁基苯基)酯或双(2，4_ ニ叔丁基苯基)季戊四醇ニ亚磷酸酷。
全文摘要
本发明公开了含苯甲酸酯基聚倍半硅氧烷光散射微球及其制备方法与应用，该光散射微球具有以下结构通式其中R为甲基、乙基、异丙基、正丙基、异丁基或正丁基。该分子结构中同时含苯甲酸酯基和苯基有机基团、热稳定性高、与基体相容性好、具有光散射功能的聚倍半硅氧烷微球。包含该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，可起到很明显的乳白、雾化作用，使聚碳酸酯雾度增加到90％以上，且透光率保持在80％以上，同时具有良好的光散射性和透光性，并基本保持原有良好的力学性能和热性能。
文档编号C08L83/06GK102786690SQ20121019508
公开日2012年11月21日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者刘述梅, 蒋智杰, 袁俊轩, 袁彦超, 赵建青 申请人:华南理工大学