一种甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷的制备方法，所述方法包括：将甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、阻聚剂和催化剂混匀，加入乙酸酐，在搅拌、加热和微负压条件下进行酰氧基交换反应，获得反应产物；将所述反应产物进行减压蒸馏以去除并回收残留乙酸酐，获得粗产品；将活性炭加入所述粗产品中吸附残留催化剂，后过滤，获得甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷。该方法通过用乙酸酐与甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷反应，用乙酰氧基取代甲氧基，取代出的甲氧基与乙酸酐反应生成乙酸甲酯，不断在低温情况下通过微负压溢出，使反应不断右移，加快反应速度，减少反应时间，完全避免了热敏聚合的发生；且产品具有高收率、高含量、安全环保优点。安全环保优点。安全环保优点。

【技术实现步骤摘要】
一种甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷的制备方法


[0001]本专利技术涉及精细化工
，更具体地，涉及一种甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷的制备方法。

技术介绍

[0002]UV固化胶粘剂具有固化快、耗能少、无溶剂污染等优点，是一种新型的节能环保胶粘剂，已广泛应用于医疗卫生、电子组件及汽车、电器等日常生活领域。其固化原理是指在紫外光照射时光引发剂形成激发态分子，分解成自由基，使不饱和有机物进行聚合、接枝、交联等化学反应从而达到固化的目的。UV固化胶粘剂主要由光引发剂、活性稀释剂、预聚物及粘接促进剂组成，其中含有共轭双键的丙烯酸酯类化合物是UV固化胶粘剂的重要组成部分。甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷烷由于同时含有共轭双键的丙烯酰氧基和硅上连接的极易水解的乙酰氧基，具有能与UV树脂交联和通过水汽水解与基体表面键合的双重特性，能提供更快的固化速率和粘接强度，使产品深层固化效果更好，是一种优异的UV胶粘接促进剂和交联剂。
[0003]通常甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷烷的合成方法有两种，一种为加成
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酰化法，即甲基丙烯酸烯丙酯与三氯氢硅先通过硅氢加成得到甲基丙烯酰氧丙基三氯硅烷，再与冰乙酸或乙酸酐通过酰化反应合成，该方法的合成工艺路线较长，且因产品的光敏性和热敏性，在加成反应及蒸馏过程中易交联固化，因此工业化生产难度较大；另外一种合成方法是酰化
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缩合法，即氯丙基三氯硅烷与冰乙酸或乙酸酐通过酰化反应得到氯丙基三乙酰氧基硅烷，再与甲基丙烯酸钠通过缩合反应制备，该方法同样存在工艺路线长和易发生交联聚合的问题。
[0004]因此，急需开发一种甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷的制备方法，以避免了热敏聚合的发生。

技术实现思路

[0005]针对现有技术所存在的技术问题，本专利技术提供了一种甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷的制备方法，通过用乙酸酐与甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷反应，用乙酰氧基取代甲氧基，取代出的甲氧基与乙酸酐反应生成乙酸甲酯，不断在低温情况下通过微负压溢出，使反应不断右移，加快反应速度，减少反应时间，完全避免了热敏聚合的发生。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术提供一种甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷的制备方法，所述方法包括：
[0008]将甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、阻聚剂和催化剂混匀后，加入乙酸酐，在搅拌、加热和微负压条件下进行酰氧基交换反应，获得反应产物；
[0009]将所述反应产物进行减压蒸馏以去除并回收残留乙酸酐，获得粗产品；
[0010]将活性炭加入所述粗产品中吸附残留催化剂，后过滤，获得甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷。
[0011]本专利技术以甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷和乙酸酐为原料，镧系金属盐作为催化剂，在搅拌、加热、微负压条件下进行酰氧基交换反应得到甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷烷粗产品，同时加入适量阻聚剂以避免发生双键自由基交联聚合反应。采用微负压使生成的乙酸甲酯不断溢出，使反应右移，促进基团交换的反应速度，最后通过减压蒸馏将乙酸酐馏出回收，用活性炭吸附残留的催化剂，即可得到甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷烷成品。
[0012]在上述技术方案中，所述加入乙酸酐，在搅拌、加热和微负压条件下进行酰氧基交换反应，获得反应产物，具体包括：
[0013]在搅拌、加热和微负压条件下加入乙酸酐，完成进料；
[0014]所述进料完成后，保持所述搅拌和微负压条件，继续升温以进行酰氧基交换反应，获得反应产物。
[0015]在具体实施方式中，所述反应在带有搅拌和进料装置的反应器中进行，反应器同时配备蒸馏、盐水冷凝、真空和接收装置；
[0016]在上述技术方案中，所述酰氧基交换反应中，所述微负压为
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0.01～
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0.05MPa，所述酰氧基交换反应的温度为50～130℃，所述酰氧基交换反应的时间为2～3h。
[0017]本申请通过微负压和低温反应方式，缩短反应时间，避免了高温反应及蒸馏过程引起的产品交联聚合的问题，具体地：
[0018](1)本专利技术采用微负压的原因为：生成的乙酸甲酯不断在低温情况下通过微负压溢出，使反应不断右移，促进基团交换的反应速度，减少反应时间，完全避免了热敏聚合的发生；所述微负压若大于
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0.05MPa，则容易将未反应的乙酸酐蒸出，影响反应收率；若小于
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0.01MPa，则不能有效促进基团交换的反应速度；
[0019](2)本专利技术采用的酰氧基交换反应的温度为50～130℃，相比于现有技术较低的温度，采用该低温反应方式，能进一步缩短反应时间，避免了高温反应及蒸馏过程引起的产品交联聚合的问题；
[0020]在本专利技术的一个优选实施方式中，所述微负压为
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0.02～
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0.04MPa；在所述优选的微负压范围内，不仅能够进一步有效促进基团交换的反应速度，且不容易将原料乙酸酐带出，有利于提高反应收率；
[0021]在本专利技术的一个优选实施方式中，所述酰氧基交换反应的温度为95～105℃；在所述优选的反应温度范围内，不仅能够进一步有效促进基团交换的反应速度，且能有效避免产品颜色加深及交联聚合的发生；
[0022]在上述技术方案中，所述酰氧基交换反应中，在所述加热和所述微负压条件下反应副产物乙酸甲酯全部蒸出，同时收集反应副产物乙酸甲酯。生成的副产物乙酸甲酯可全部回收，且纯度高达99％，可满足其作为有机溶剂、喷漆人造革等原料的生产需求，不污染环境，且能产生一定的经济效益。
[0023]在上述技术方案中，所述乙酸酐的进料温度为0～120℃，所述进料时间控制在2～3h，所述搅拌的速率为60～200r/min；
[0024]在该温度范围内进行进料的优点为物料可充分反应，且能保证微负压下副产物被蒸出而乙酸酐无法蒸出；进料温度若过低不利于酰氧基交换反应的进行，若过高则易导致乙酸酐被蒸出，进料时间控制在2～3h有利于乙酸酐进入体系中与甲基丙烯酰氧丙基三甲
氧基硅烷充分反应，同时乙酸甲酯不断蒸出促使反应右移；
[0025]在本专利技术的一个优选实施方式中，所述乙酸酐的进料温度为75～85℃；所述优选的进料温度有利于进一步缩短反应时间，避免了高温反应及蒸馏过程引起的产品交联聚合的问题；本专利技术实施例中从室温升温至所述进料温度，所述升温的速率可根据情况进行调整，升温速率对实验效果无明显影响。
[0026]在上述技术方案中，所述催化剂为镧系金属盐类催化剂，包括三氟甲磺酸镱、三氟甲磺酸镧和三氟甲磺酸铕中的至少一种；在本专利技术的一个优选实施方式中，所述催化剂为三氟甲磺酸镱；若所述催化剂选用两种或三种，其比例可任意调配；
[0027]本专利技术使用的镧系金属盐类催化剂在此工艺中具有较好的选择性和催化效果，反应收率高达95％，产品含量高达97％，可有效解决酰氧基交换反应反应时间长、收率不高的问题。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷的制备方法，其特征在于，所述方法包括：将甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、阻聚剂和催化剂混匀后，加入乙酸酐，在搅拌、加热和微负压条件下进行酰氧基交换反应，获得反应产物；将所述反应产物进行减压蒸馏以去除并回收残留乙酸酐，获得粗产品；将活性炭加入所述粗产品中吸附残留催化剂，后过滤，获得甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷。2.根据权利要求1所述的甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷的制备方法，其特征在于，所述加入乙酸酐，在搅拌、加热和微负压条件下进行酰氧基交换反应，获得反应产物，具体包括：在搅拌、加热和微负压条件下加入乙酸酐，完成进料；所述进料完成后，保持所述搅拌和微负压条件，继续升温以进行酰氧基交换反应，获得反应产物。3.根据权利要求1或2所述的甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷的制备方法，其特征在于，所述酰氧基交换反应中，所述微负压为
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0.01～
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0.05MPa，所述酰氧基交换反应的温度为50～130℃，所述酰氧基交换反应的时间为2～3h。4.根据权利要求1或2所述的甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷的制备方法，其特征在于，所述乙酸酐的进料温度为0～120℃，所述进料时间控制在2～3h，所述搅拌的速率为60～200r/min。5.根据权利要求1所述的甲基丙烯酰氧丙基三乙酰氧基硅烷的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：文少卿，胡江华，甘俊，甘书官，陈圣云，
申请(专利权)人：湖北江瀚新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：