一种多羟基松香改性有机硅烷偶联剂、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种多羟基松香改性有机硅烷偶联剂、其制备方法及其应用，多羟基松香改性有机硅烷偶联剂的结构式为：

【技术实现步骤摘要】
一种多羟基松香改性有机硅烷偶联剂、其制备方法及其应用
本专利技术涉及一种多羟基松香改性有机硅烷偶联剂、其制备方法及其应用，属于硅烷偶联剂

技术介绍
硅橡胶是一种新型的有机硅弹性材料，因其固有的耐候、耐热、绝缘等性能，广泛应用于建筑、电子、医疗等行业。但硅橡胶作为封装、填充材料，存在与基材粘接性能较差的缺陷，严重限制其应用前景。
技术实现思路
为了解决现有技术中硅橡胶粘接性能差的缺陷，本专利技术提供一种多羟基松香改性有机硅烷偶联剂、其制备方法及其应用，本专利技术以天然资源松香为原料，不仅拓展了天然产物的应用领域和应用范围，而且提高了硅橡胶行业的粘接性能，符合可持续发展要求；合成方法符合绿色反应、反应条件温和。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种多羟基松香改性有机硅烷偶联剂，其结构式为：其中A＝OCH2CH3或OCH3；申请人经研究发现，由于硅橡胶主链外侧主要是非极性的有机基团，活性和表面能低，导致硅橡胶的粘接性能差，通过向硅橡胶中添加本申请多羟基松香改性有机硅烷偶联剂，多羟基松香改性有机硅烷偶联剂迁移到基材表面与基材润湿，多羟基与基材的极性基团形成氢键作用力，且会进一步与基材的活性基团发生缩合反应，产生化学键链接，起到偶联作用；松香的氢化菲环能提升硅橡胶的刚性和机械力学性能。上述多羟基松香改性有机硅烷偶联剂的制备方法，包括如下步骤：1)松香与缩水甘油在催化剂条件下于70-120℃反应0.5-5h，得到产物1，其中，松香与缩水甘油的摩尔比比为(1:4)-(1:15)；2)将所得产物1与有机硅烷在65-90℃反应3-8h，即得松香改性有机硅烷偶联剂，其中，松香与有机硅烷的摩尔比为(1:1)-(1:3)。上述步骤1)中，原料松香为：氢化松香、脱氢枞酸或精制松香。为了进一步提高催化效率，步骤1)中，催化剂为：三乙胺、苯胺或苄基三乙氧基氯化铵。为了更好地确保硅橡胶的粘接性能，步骤2)中，有机硅烷为：3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷或3-异氰酸丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。为了进一步促进对硅橡胶粘结性能的提高，上述多羟基松香改性有机硅烷偶联剂与甲基三乙氧基硅烷复配使用。优选，多羟基松香改性有机硅烷偶联剂与甲基三乙氧基硅烷的复配比例为1：(3～7)。前述比例为质量比例。本专利技术未提及的技术均参照现有技术。本专利技术技术方案，具有如下优点：本专利技术多羟基松香改性有机硅烷偶联剂，以松香为原料，是生物基的绿色产品，符合可持续发展的理念；多羟基松香改性有机硅烷偶联剂的制备方法，反应工艺简单，合成条件温和，易实现工业化生产；通过向硅橡胶添加本专利技术的硅烷偶联剂，基材显示出优异的粘接性能。附图说明图1是本专利技术的i)氢化松香、ii)多羟基氢化松香、iii)多羟基氢化松香改性3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷的红外光谱图；图2是本专利技术的多羟基氢化松香改性3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷的C谱图；图3是本专利技术的多羟基氢化松香改性3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷的H谱图；图4是本专利技术的多羟基松香改性有机硅烷偶联剂作用于硅橡胶对pnna塑料的粘接性能图(a为粘接前的pnna塑料，b为粘接后的pnna塑料)；具体实施方式为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。实施例1称量10.0g氢化松香、20.6g缩水甘油和0.08g催化剂苄基三乙基氯化铵加入到装有冷凝装置、温度计和氮气保护的三口烧瓶中，电热恒温磁力搅拌油浴锅于117℃下反应2h，得到产物1：多羟基氢化松香。于产物1：多羟基氢化松香中加入9.1g3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷，于70℃下反应5h，即得多羟基氢化松香改性3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷。图1为i)氢化松香、ii)多羟基氢化松香、iii)多羟基氢化松香改性3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷的红外图谱，从图中可以看出i曲线中，1696cm-1处为氢化松香的羧基特征峰；观察ii曲线，1706cm-1处为氢化松香的酯基特征峰，3432cm-1处为羟基特征峰。观察曲线iii，3352cm-1处为羟基特征峰变窄了，于955cm-1处为硅乙氧基特征峰，说明成功合成多羟基氢化松香改性3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷。如图2所示，将制得的多羟基氢化松香改性3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷进行CNMR谱图鉴定：在123和148ppm范围内属于松香结构中菲环结构内的CH＝C特征化学位移峰，178ppm属于C＝O特征化学位移峰，58和18ppm属于Si-O-C-C特征化学位移峰。通过CNMR谱图分析，结果表明成功多羟基氢化松香改性3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷。如图3所示，将制得的多羟基氢化松香改性3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷进行HNMR谱图鉴定：5.11ppm属于OH特征化学位移峰，1.21和3.83ppm属于Si-O-CH2-CH3特征化学位移峰。通过HNMR谱图分析，结果表明成功多羟基氢化松香改性3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷，结构式如下：实施例2称量10.0g脱氢枞酸、20.3g缩水甘油和0.1g苄基三乙氧基氯化铵加入到装有冷凝装置、温度计和氮气保护的三口烧瓶中，电热恒温磁力搅拌油浴锅于117℃下反应2h，得到产物1：多羟基脱氢枞酸。于产物1：多羟基脱氢枞酸中加入10.1g3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷，于65℃下反应5.5h，即得多羟基脱氢枞酸改性3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷，通过谱图分析，结构式如下：实施例3称量10.0g脱氢枞酸、18.3g缩水甘油和0.1g苄基三乙氧基氯化铵加入到装有冷凝装置、温度计和氮气保护的三口烧瓶中，电热恒温磁力搅拌油浴锅于80℃下反应3h，得到产物1：多羟基脱氢枞酸。于产物1：多羟基脱氢枞酸中加入10.4g3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷，于65℃下反应4h，即得多羟基脱氢枞酸改性3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷，通过谱图分析，结构式如下：实施例4称量10.0g氢化松香、20.3g缩水甘油和0.1g苄基三乙氧基氯化铵加入到装有冷凝装置、温度计和氮气保护的三口烧瓶中，电热恒温磁力搅拌油浴锅于100℃下反应2.5h，得到产物1：多羟基氢化松香。于产物1：多羟基氢化松香中加入10.4g3-异氰酸丙基三甲氧基硅烷，于65℃下反应4h，即得多羟基氢化松香改性3-异氰酸丙基三甲氧基硅烷，通过谱图分析，结构式如下：应用实施例1称取7.6g硅微粉(400目)与12.4g(107)硅油，混合均匀，再加入0.8g甲基三乙氧基硅烷、0.2g实施例1得到的多羟基氢化松香改性3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷和100uL二月桂酸二丁基锡，混合均匀，并放入聚甲基丙烯酸甲酯(pnna)塑料模具。标号为2#。应用实施例2称取7.9g硅微粉(400目)与12.4g(107)硅油，混合均匀，再加入0.8g甲基三乙氧基硅烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多羟基松香改性有机硅烷偶联剂，其特征在于：其结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种多羟基松香改性有机硅烷偶联剂，其特征在于：其结构式为：

其中，A＝OCH2CH3或OCH3；





2.权利要求1所述的多羟基松香改性有机硅烷偶联剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)松香与缩水甘油在催化剂条件下于70-120℃反应0.5-5h，得到产物1，其中，松香与缩水甘油的摩尔比比为(1:4)-(1:15)；
2)将所得产物1与有机硅烷在65-90℃反应3-8h，即得松香改性有机硅烷偶联剂，其中，松香与有机硅烷的摩尔比为(1:1)-(1:3)。


3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：李侨光，谢甜甜，刘鹤，罗斌，陈循军，梁祥军，徐智敏，贾普友，
申请(专利权)人：仲恺农业工程学院，
类型：发明
国别省市：广东;44