一种含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供一种含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子及其制备工艺，首先提供末端具硅氢基的十字型硅氧烷，尔后藉由第一硅氢化反应合成含可聚合官能基的十字型硅氧烷小分子，接着藉由开环聚合反应合成含硅氢基的十字型聚硅氧烷高分子，最后藉由第二硅氢化反应合成含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子。

【技术实现步骤摘要】
一种含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子及其制备工艺
本专利技术系有关于一种硅氧烷高分子及其制备工艺，尤指一种含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子及其制备工艺。
技术介绍
由于有机硅水胶(Siliconehydrogel)具有良好的透氧性、湿润性及生物兼容性，因此被普遍应用于隐形眼镜制作，现今用于隐形眼镜制作的硅单体可分为直链型硅氧烷及十字型硅氧烷，如台湾专利公告第TWI434865号中，揭露一种直链型且具有酰胺官能基或磷酸胆碱官能基等亲水性侧链的聚硅氧烷，或如美国专利公告第US4463149号中，揭露一种小分子十字型的硅氧烷结构。直链型硅氧烷虽可经由修饰而使其具有较好的亲水性，但直链型硅氧烷为一维结构，其透氧率往往低于二维结构的十字型硅氧烷，而十字型硅氧烷虽具有较好的透氧率，但由于其疏水性的性质，亦会造成其含水率的下降。是以，如何合成一具有高透氧性及兼具高含水率之聚硅氧烷化合物，为本案欲解决的技术课题。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
所述的问题，本专利技术的主要目的在于提供一种含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子的制备工艺，其特征在于含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子的制备工艺包括下列步骤:(a).提供末端具硅氢基之十字型硅氧烷；(b).对所述末端具硅氢基之十字型硅氧烷进行第一硅氢化反应，使其形成含可聚合官能基之十字型硅氧烷小分子；(c).进行开环聚合反应，使其形成含硅氢基之十字型聚硅氧烷高分子；以及(d).进行第二硅氢化反应，使其形成含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子。所述步骤(a)中，所述末端具硅氢基之十字型硅氧烷以式(I)表示之，于式(I)中，R0为下式表示的化学结构，于R0中，d值介于0-20。所述末端具硅氢基之十字型硅氧烷为一四(二甲基硅氧基)硅烷。所述步骤(b)中，添加甲基丙烯酸烯丙酯于所述末端具硅氢基之十字型硅氧烷中，并以含铂触媒催化所述第一硅氢化反应，使其形成以式(II)表示之含可聚合官能基之十字型硅氧烷小分子，于式(II)中，可聚合官能基R具下式表示的化学结构，所述步骤(b)中，于氮气中，以温度85-90℃及作用23小时的条件下，进行所述第一硅氢化反应。所述步骤(c)中，系添加强酸至环硅氧烷、环氢硅氧烷及所述含可聚合官能基之十字型硅氧烷小分子的混合物中，进行所述开环聚合反应使其形成以式(III)表示之含硅氢基之十字型聚硅氧烷高分子，于式(III)中，R1为下式表示的化学结构，于R1中，m值介于5-1000，代表硅氢基个数之n值介于0-150。所述步骤(c)中，系于氮气中，以温度35℃及作用24小时的条件下，进行所述开环聚合反应。所述强酸之莫耳数为所述环硅氧烷、所述环氢硅氧烷及所述含可聚合官能基之十字型硅氧烷小分子三者莫耳数总和之1-10％，及所述强酸包括：三氟甲磺酸、硫酸中之任一者。所述环硅氧烷包括：八甲基环四硅氧烷、六甲基环三硅氧烷中之至少一者。所述环氢硅氧烷为一2,4,6,8四甲基环四硅氧烷。所述步骤(d)中，系添加亲水性化合物至所述含硅氢基之十字型聚硅氧烷高分子中，并以含铂触媒催化所述第二硅氢化反应，使其形成以式(IV)表示之含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子，于式(IV)中，R2为下式表示的化学结构，于R2中，m值介于5-1000，n值介于0-150，亲水基R4为一以下式表示的亲水性结构，于R4中，y值介于0-100，z值介于0-50，R3为：羟基、甲基中之任一者。所述R2中，至少3者具亲水基R4。所述步骤(d)中，系于氮气中，以温度85-90℃及作用24小时的条件下，进行所述第二硅氢化反应。所述亲水性化合物包括：3-烯丙氧基-1,2,丙二醇、2-烯丙氧基乙醇、三甲基醇丙烷烯丙基醚中之至少一者。本专利技术的另一目的在于提供一种含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子，其特征在于其系由前述之制备工艺制造而得。所述含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子之氢核磁共振光谱结果如下:1HNMR(CDCl3,400MHz):δ6.1(s,4H),5.54(s,4H),4.10(t,8H),3.40-3.90(m,288H),1.94(s,12H),1.55-1.85(m,72H),0.47-0.60(m,72H),0.04-0.20(m,Si-CH3)，其中3.40-3.90(m,288H)该数值代表高分子中亲水性结构的形成。本专利技术的又一目的在于提供一种硅水胶基材，其特征在于包含前述含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子。本专利技术的又一目第在于提供一种硅水胶镜片，其特征在于包含前述含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子。所述硅水胶镜片包含:三-[三(三甲基硅氧基)]甲基丙烯酸丙酯硅烷、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯中之至少一者。附图说明图1为本专利技术所提供之合成含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子的实施步骤流程示意图。附图标记说明S11～S14步骤具体实施例由于本专利技术所揭露之含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子的制备工艺，其中所利用的开环聚合反应(Ringopeningpolymerization)及硅氢化反应(Hydrosilation)，已为相关
具有通常知识者所能理解，故以下文中的说明，不再作完整描述。本专利技术为提供一种含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子及其制备工艺，此制造工艺包括：第一硅氢化反应、开环聚合反应及第二硅氢化反应。请参阅图1，首先，提供末端具硅氢基的十字型硅氧烷(步骤S11)，末端具硅氢基的十字型硅氧烷以下式表示:其中，R0为:于R0中，d值介于0-20。所述末端具硅氢基的十字型硅氧烷，例如于d＝0的情况下，为四(二甲基硅氧基)硅烷(Tetrakis(dimethylsilyl)orthosilicate)。以四(二甲基硅氧基)硅烷进行第一硅氢化反应(步骤S12)，如下列化学反应式(a)所示:步骤S12添加甲基丙烯酸烯丙酯(Allylmethacrylate)(2)于四(二甲基硅氧基)硅烷中，于温度85-90℃的环境下，以含铂触媒(Pt/C)催化第一硅氢化反应，而获得含可聚合官能基R的十字型硅氧烷小分子(3)，可聚合官能基R为:其中，可聚合官能基具有Si-O-Si的结构式。随后，进行开环聚合反应(步骤S13)，如下列化学反应式(b)所示:步骤S13于环硅氧烷(4)、环氢硅氧烷(5)及含可聚合官能基R的十字型硅氧烷小分子(3)三者的混合物中添加强酸(6)，其中，强酸(6)的莫耳数为环硅氧烷(4)、环氢硅氧烷(5)及含可聚合官能基R的十字型硅氧烷小分子(3)混合物总莫耳数的1-10％。于常温(约35℃)的环境下，进行开环聚合反应，以形成含硅氢基的十字型聚硅氧烷高分子(7)，所述含硅氢基的十字型聚硅氧烷高分子(7)的R1的化学结构为:其中，m值介于5-1000，代表硅氢基(Si-H)个数的n值介于0-150。于开环聚合反应(步骤S13)中，环硅氧烷(4)可为八甲基环四硅氧烷(Octamethylcyclotetrasiloxane)、六甲基环三硅氧烷(Hexamethylcyclotrisiloxane)中之至少一者；环氢硅氧烷(5)可为2,4,6,8四甲基环四硅氧烷(2,4,6,8-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子的制备工艺，其特征在于，所述含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子的制备工艺包括下列步骤:(a).提供末端具硅氢基的十字型硅氧烷；(b).对所述末端具硅氢基的十字型硅氧烷进行第一硅氢化反应，以形成含可聚合官能基的十字型硅氧烷小分子；(c).进行开环聚合反应，以形成含硅氢基的十字型聚硅氧烷高分子；以及(d).进行第二硅氢化反应，以形成含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子。

【技术特征摘要】
1.一种含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子的制备工艺，其特征在于，所述含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子的制备工艺包括下列步骤:(a).提供末端具硅氢基的十字型硅氧烷；(b).对所述末端具硅氢基的十字型硅氧烷进行第一硅氢化反应，以形成含可聚合官能基的十字型硅氧烷小分子；(c).进行开环聚合反应，以形成含硅氢基的十字型聚硅氧烷高分子；以及(d).进行第二硅氢化反应，以形成含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子。2.如权利要求1所述的含可聚合官能基与亲水基之十字型硅氧烷高分子的制备工艺，其特征在于，于所述步骤(a)中，所述末端具硅氢基的十字型硅氧烷的化学结构式为:于式(I)中，R0为:其中，d值介于0-20。3.如权利要求2所述的含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子的制备工艺，其特征在于，所述末端具硅氢基的十字型硅氧烷为一四(二甲基硅氧基)硅烷。4.如权利要求1项所述的含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子的制备工艺，其特征在于，于所述步骤(b)中，添加甲基丙烯酸烯丙酯于所述末端具硅氢基的十字型硅氧烷中，并以含铂触媒催化所述第一硅氢化反应，以形成的所述含可聚合官能基的十字型硅氧烷小分子，所述含可聚合官能基的十字型硅氧烷小分子的化学结构式为:于式(II)中，含可聚合官能基R为:5.如权利要求4所述的含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子的制备工艺，其特征在于，于所述步骤(b)中，于氮气中，以温度85-90℃及作用23小时的条件下，进行所述第一硅氢化反应。6.如权利要求1所述的含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子的制备工艺，其特征在于，于所述步骤(c)中，添加强酸至环硅氧烷、环氢硅氧烷及所述含可聚合官能基的十字型硅氧烷小分子的混合物中，进行所述开环聚合反应以形成所述含硅氢基的十字型聚硅氧烷高分子，所述含硅氢基的十字型聚硅氧烷高分子的化学结构式为:于式(III)中，R1为:其中，m值介于5-1000，代表硅氢基个数的n值介于0-150。7.如权利要求6所述的含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子的制备工艺，其特征在于，于所述步骤(c)中，于氮气中，以温度35℃及作用24小时的条件下，进行所述开环聚合反应。8.如权利要求6所述的含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子的制备工艺，其特征在于，所述强酸的莫耳数为所述环硅氧烷、所述环氢硅氧烷及所述含可聚合官能基的十字型硅氧烷小分子三者莫耳数总和之1-10％，及所述强酸包括：三氟甲磺酸、硫酸中之任一者。9.如权利要求6所述的含可聚合官能基与亲水基的十字型硅氧烷高分子的制备工艺，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：许千树，吴忠宪，刘懿娴，
申请(专利权)人：永胜光学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71