多官能度聚硅氧烷偶联剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了多官能度聚硅氧烷偶联剂及其制备方法。该方法是在弱极性溶剂的体系中，铂系催化剂作用下，聚硅氧烷在５０～１２０℃范围内通过侧基或端基官能团与三烷氧基硅烷之间的硅氢加成反应，合成多官能度聚硅氧烷偶联剂；聚硅氧烷中的碳碳双键或硅氢键的摩尔数与三烷氧基硅烷中的硅氢键或碳碳双键的摩尔数之比为５０∶１～１∶１。本发明专利技术制备的多官能度聚硅氧烷每个链节含有三个烷氧基或端基含有三个烷氧基，其对无机粉末填料的表面处理效果较每个链节只有一个烷氧基的多官能度聚硅氧烷对无机粉末填料的表面处理效果要好，且所得的多官能度聚硅氧烷的耐热性优于现有的长链聚醚型硅烷偶联剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一类处理无机粉末填料的偶联剂，特别是涉及多官能聚硅氧烷偶联剂及其 制备方法。
技术介绍
近些年，硅垸偶联剂在许多领域得到广泛应用。如用作非交联聚合物体系的交联固化 剂，使其实现常温固化；用于材料表面改性，赋予防静电、防霉、防臭、抗凝血及生理惰 性等性能；用于异种基体间的弹性桥联剂，即改善两者不同化学性能材料的黏接性，达到 提高制品的机械、电绝缘、抗老化及憎水等综合性能的目的。传统的硅垸偶联剂为小分子 链，在对纤维或者无机粉末填料进行表面改性时需要较多的偶联剂，而且在有机树脂或者 聚合物基体中改性过的无机粉体仍然有部分团聚的现象。大分子链的硅垸偶联剂则可以提 高偶联剂的使用效率和拓宽偶联剂的适用领域。中国专利技术专利申请CN1824689公开了一种带有长链聚醚链段硅烷偶联剂的合成方法。 该方法是以乙烯丙基聚醚与烷氧基氢硅烷为原料，采用氯铂酸溶液为催化剂，通过硅氢加 成反应合成氢硅化硅烷中间体，此中间体再与不饱和酰氯在溶剂中进行酯化反应从而得到 一段带有双键并含有一定聚醚链段的长链硅烷偶联剂。中国专利技术专利申请CN101070380公 开了一种縮水甘油醚基封端的长链聚醚型硅烷偶联剂，是用烯丙基聚醚与环氧氯丙烷在路 易斯酸或路易斯碱催化下反应得到氯醇醚中间体，此氯醇醚中间体再在无机碱催化下进行 闭环反应，经后处理得到縮水甘油醚基烯丙基聚醚，后者再与有机氢硅烷在氯铂酸催化下 进行硅氢加成反应得到縮水甘油醚基封端的长链聚醚型硅烷偶联剂。但是上述两专利方法 制备的偶联剂由于其主链皆为聚醚嵌段，不能耐高温，在高温制品的应用上受到限制。而 且工艺比较繁琐复杂。中国专利技术专利申请CN1165533公开了一种多官能度聚硅氧烷的制备方法。该方法通过 聚甲基氢硅烷与单官能度醇在Karstedt催化剂下脱氢縮合得到至少其中一个链节的侧基为 烷氧基的聚硅氧烷。该方法涉及到的聚硅氧烷主链为硅氧键，从而有较好的耐热性，但是 其含有烷氧基的链节内仅有一个垸氧基，在使用过程中也就只有一个可水解的基团。而硅4烷偶联剂的黏接能力随水解基团的增加而增加，因此此偶联剂的黏接效果将不如一个链节中含有三个水解基团的偶联剂的效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有硅垸偶联剂存在的缺陷，提供每个链节含有三个烷氧基或 端基含有三个烷氧基，表面处理效果好，耐热性高的长分子链多官能度聚硅氧烷偶联剂的 制备方法。本专利技术的另一目的在于提供上述方法制备的多官能度聚硅氧烷偶联剂。本专利技术的目的通过如下方法实现多官能度聚硅氧垸偶联剂的制备方法在弱极性溶剂的体系中，铂系催化剂作用下， 聚硅氧烷在50 12(TC范围内通过侧基或端基官能团与三烷氧基硅烷之间的硅氢加成反应， 合成多官能度聚硅氧垸偶联剂；所述聚硅氧烷的侧基或端基含有碳碳双键，则三烷氧基硅 烷含有硅氢键；所述聚硅氧烷含有硅氢键，则三烷氧基硅烷含有碳碳双键；所述弱极性溶 剂用量为聚硅氧垸质量的1 3倍；所述铂系催化剂用量为聚硅氧烷和三烷氧基硅烷总质量 的万分之一到百万分之一之间；聚硅氧烷中的碳碳双键或硅氢键的摩尔数与三烷氧基硅烷 中的硅氢键或碳碳双键的摩尔数之比为50: 1 1: 1。所述侧基含有碳碳双键的聚硅氧垸为聚甲基乙烯基硅氧烷、聚乙基乙烯基硅氧烷、聚 苯基乙烯基硅烷、端乙烯基聚二甲基硅氧垸、端乙烯基聚二乙基硅氧烷、端乙烯基聚甲基 乙基硅氧垸、端乙烯基聚甲基苯基硅氧垸、端乙烯基聚乙基苯基硅氧垸、聚甲基烯丙基硅 氧烷、聚乙基烯丙基硅氧烷、聚苯基烯丙基硅氧烷、端烯丙基聚二甲基硅氧烷、端烯丙基 聚二乙基硅氧垸、端烯丙基聚甲基乙基硅氧烷、端烯丙基聚甲基苯基硅氧烷或端烯丙基聚 乙基苯基硅氧烷。所述侧基含有碳碳双键的聚硅氧垸还可为聚甲基乙烯基硅氧垸、聚乙基 乙烯基硅氧垸、聚苯基乙烯基硅垸、端乙烯基聚二甲基硅氧垸、端乙烯基聚二乙基硅氧烷、 端乙烯基聚甲基乙基硅氧烷、端乙烯基聚甲基苯基硅氧烷、端乙烯基聚乙基苯基硅氧烷、 聚甲基烯丙基硅氧烷、聚乙基烯丙基硅氧烷、聚苯基烯丙基硅氧烷、端烯丙基聚二甲基硅 氧烷、端烯丙基聚二乙基硅氧烷、端烯丙基聚甲基乙基硅氧烷、端烯丙基聚甲基苯基硅氧 烷或端烯丙基聚乙基苯基硅氧烷与聚二甲基硅氧烷的共聚物。所述侧基含有碳碳双键的聚 硅氧垸优选聚甲基乙烯基硅氧垸、端乙烯基聚二甲基硅氧烷或端烯丙基聚二甲基硅氧烷。所述含有硅氢键的三烷氧基硅烷为三甲氧基氢硅烷、三乙氧基氢硅烷、三丙氧基氢硅 垸、三异丙氧基氢硅烷或三苯酚基氢硅垸。优选三甲氧基氢硅垸或三乙氧基氢硅烷。所述含有硅氢键的聚硅氧烷为聚甲基氢硅氧垸、聚乙基氢硅氧烷、聚苯基氢硅氧烷、 端氢聚二甲基硅氧垸、端氢聚二乙基硅氧烷、端氢聚甲基乙基硅氧烷、端氢聚甲基苯基硅氧垸或端氢聚乙基苯基硅氧烷。所述含有硅氢键的聚硅氧烷还可为聚甲基氢硅氧烷、聚乙 基氢硅氧烷、聚苯基氢硅氧烷、端氢聚二甲基硅氧烷、端氢聚二乙基硅氧烷、端氢聚甲基 乙基硅氧垸、端氢聚甲基苯基硅氧垸或端氢聚乙基苯基硅氧烷与聚二甲基硅氧烷的共聚物。 所述含有硅氢键的聚硅氧烷优选聚甲基氢硅氧垸、端氢聚二甲基硅氧垸、端氢聚甲基苯基 硅氧烷。所述含有碳碳双键的三烷氧基硅垸为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙 烯基三丙氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三苯酚基硅垸、烯丙基三甲氧基硅烷， 烯丙基三乙氧基硅烷、烯丙基三丙氧基硅烷、烯丙基三异丙氧基硅垸或烯丙基三苯酚基硅 垸；优选乙烯基三甲氧基硅垸、烯丙基三乙氧基硅烷。所述弱极性溶剂选自正己烷、正庚烷、正辛垸、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、 一氯甲 垸、二氯甲烷、三氯甲垸和四氯化碳中的一种或多种；优选正己烷、甲苯、三氯甲烷。所述铂系催化剂为Pt(O)、 H2PtCl6 M20、 K2PtCl4、 Pt(COO)2Cl2、 2、 Pt(CH2=CHC6H5)2Cl2、 Pt(C2H4)2、 Pt3Cl、 Pt(02) 2或Pt(PR3)2Cl2。 优选H2PtCl6 6H20、 2， Pt(CH2=CHPh)2Cl2。上述方法制备的多官能度聚硅氧垸偶联剂，聚硅氧烷主链为硅氧键，而且包括多个烷氧基，主链包括如下结构<formula>formula see original document page 6</formula>式中R为含1 6个碳的直链烷基或芳香烃基，以甲基、乙基或苯基为佳。R'为直链烷 氧基硅基垸基或酚基硅基垸基，以三甲氧基硅基乙基、三乙氧基硅基乙基、三甲氧基硅基 丙基或三乙氧基硅基丙基为佳。更具体地说，本专利技术制备的多官能度聚硅氧烷偶联剂，侧基或端基含有烷氧基硅基烷 基，可为如下4种结构式中任一种<formula>formula see original document page 6</formula><formula>formula see original document page 7</formula>式中m-l 200; n=0 200; R为甲基、乙基或苯基；R，为氢、甲基、乙基或苯基； R和R'可以同时为同一基团，也可以同时为不同一基团；R"为甲基、乙基、丙基、异丙基、苯基。本专利反应温度是在50 12(TC内，优选所用溶剂的沸点温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
多官能度聚硅氧烷偶联剂的制备方法，其特征在于：在弱极性溶剂的体系中，铂系催化剂作用下，聚硅氧烷在５０～１２０℃通过侧基或端基官能团与三烷氧基硅烷之间的硅氢加成反应，合成多官能度聚硅氧烷偶联剂；所述聚硅氧烷的侧基或端基含有碳碳双键，则三烷氧基硅烷含有硅氢键；所述聚硅氧烷含有硅氢键，则三烷氧基硅烷含有碳碳双键；所述弱极性溶剂用量为聚硅氧烷质量的１～３倍；所述铂系催化剂用量为聚硅氧烷和三烷氧基硅烷总质量的万分之一到百万分之一之间；聚硅氧烷中的碳碳双键或硅氢键的摩尔数与三烷氧基硅烷中的硅氢键或碳碳双键的摩尔数之比为５０∶１～１∶１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：章永化，张运生，黄华鹏，石耀刚，王建华，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]