一种有机硅处理剂及其制备方法、含有其的粉体技术

本发明专利技术提供了一种有机硅处理剂及其制备方法、含有其的粉体，所述有机硅处理剂的制备原料包括含侧氢有机硅预聚体、第一单体、第二单体和异氰酸酯；所述第一单体包括含有碳碳双键和羟基的化合物；所述第二单体包括含有碳碳双键和烷氧基的硅烷化合物。本发明专利技术中，所述有机硅处理剂通过选用特定的制备原料，使其分子结构中具有聚硅氧烷主链以及聚氨酯有机链段和硅氧烷侧链，能够提高无机粉体与聚合物的相容性，使得无机粉体在聚合物中分散效果好，并且得到的产品力学性能优异，爽滑，手感好，应用领域广，适用于塑料、橡胶、涂料、日化等多个领域。域。域。

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅处理剂及其制备方法、含有其的粉体


[0001]本专利技术属于粉体处理
，具体涉及一种有机硅处理剂及其制备方法、含有其的粉体。

技术介绍

[0002]在一些高分子材料工业及高聚物复合材料领域，粉体材料作为增量材料是高聚物基复合物材料中不可或缺的填充物或组分之一，其用量可占复合材料的5％
‑
80％。采用高岭土、云母、石英、氧化铝、滑石、碳酸钙等无机矿物粉体作为填料，不仅降低了材料的生产成本，而且还能提高复合材料的力学性能及稳定性能，甚至可以赋予材料某些特殊的物理化学性能。但是，由于无机粉体表面存在较多的亲水性基团，所以与有机聚合物相容性较差，因此，常需要对无机粉体进行表面改性，以提高其与有机聚合物的相容性。
[0003]无机粉体表面改性的方法可分为表面物理改性与表面化学改性两大类。目前常用的粉体改性剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂中的硅烷氧基对无机粉体具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性，因此，能够改善无机粉体与聚合物之间的相容性。常用的硅烷偶联剂有乙烯基三乙氧基硅烷、γ
‑
甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、胺基丙基三乙氧基硅烷等，但是目前这些硅烷偶联剂由于有机物含量不高，与高分子聚合物的相容性仍存在不足，并且得到的成品手感性不佳。
[0004]此外，CN110922534A公开一种无机粉体改性剂的制备方法，通过将聚乙烯醇缩丁醛溶解为液体，提高其韧性及粘结性，然后接枝有机硅，提高其热软化点温度，并且接枝了亲油官能团、疏水官能团及键合官能团，使其可作为无机粉体改性剂对无机粉体进行改性，具有较好的包覆率。但是，所述改性剂得到的材料的力学性能有待进一步提高。
[0005]因此，开发一种能够使无机粉体与聚合物相容性好、成品手感好、机械性能优异且加工性能好的粉体改性剂，是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种有机硅处理剂及其制备方法、含有其的粉体。所述有机硅处理剂通过选用特定的制备原料，使其分子结构中具有聚硅氧烷主链以及聚氨酯有机链段和硅氧烷侧链，能够提高无机粉体与聚合物的相容性，使得无机粉体在聚合物中分散效果好，并且得到的产品力学性能优异，爽滑，手感好，应用领域广，适用于塑料、橡胶、涂料、日化等多个领域。
[0007]为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种有机硅处理剂，所述有机硅处理剂的制备原料包括含侧氢有机硅预聚体、第一单体、第二单体和异氰酸酯；所述第一单体包括含有碳碳双键和羟基的化合物；所述第二单体包括含有碳碳双键和烷氧基的硅烷化合物。
[0009]本专利技术中，选用含侧氢有机硅预聚体，使得所述有机硅处理剂具有聚硅氧烷主链，能够改善粉体的耐热性和润滑性，提高熔融指数，赋予粉体极佳的手感；选用含有碳碳双键
和烷氧基的硅烷化合物，使得有机硅处理剂中具有硅氧烷侧链，能够与粉体表面之间形成牢固的化学键，而通过第一单体和异氰酸酯在有机硅处理剂分子结构中引入有机链段侧链，能够提高粉体与高分子材料之间的相容性，以及提高材料的力学性能；三者相互配合，进一步提高无机粉体在聚合物中的分散性，使得材料柔韧性好，手感佳。
[0010]优选地，所述含侧氢有机硅预聚体中氢含量为0.2～0.4％，例如可以为0.25％、0.3％、0.35％、0.4％等。
[0011]优选地，所述含侧氢有机硅预聚体的数均分子量为500～10000，例如可以为600、700、800、900、1000、1200、1400、1500、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000等。
[0012]优选地，所述制备原料中，硅氢与碳碳双键的摩尔比为1:(1～1.5)，例如可以为1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5等。
[0013]优选地，所述第一单体包括烯丙醇、羟基甲基丙烯酰胺、羟基乙基丙烯酰胺、烯丙基羟乙基醚、4
‑
羟基丁基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚、丙烯酸2
‑
羟基乙酯、甲基丙烯酸2
‑
羟基乙酯、丙烯酸2
‑
羟基丙酯、甲基丙烯酸2
‑
羟基丙酯、丙烯酸3
‑
羟基丙酯、甲基丙烯酸3
‑
羟基丙酯、丙烯酸2
‑
羟基丁酯、甲基丙烯酸2
‑
羟基丁酯、丙烯酸4
‑
羟基丁酯、甲基丙烯酸4
‑
羟基丁酯、丙烯酸6
‑
羟基己酯、甲基丙烯酸6
‑
羟基己酯、丙烯酸8
‑
羟基辛酯、甲基丙烯酸8
‑
羟基辛酯、丙烯酸10
‑
羟基癸酯、甲基丙烯酸10
‑
羟基癸酯、丙烯酸12
‑
羟基月桂酯或甲基丙烯酸12
‑
羟基月桂酯中的至少一种。
[0014]优选地，所述第一单体与第二单体的摩尔比为1:(0.2～9.5)，例如可以为1:0.25、1:0.3、1:0.35、1:0.4、1:0.45、1:0.5、1:0.55、1:0.6、1:0.65、1:0.7、1:0.8、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5、1:5、1:5.5、1:6、1:6.5、1:7、1:7.5、1:8、1:8.5、1:9等，进一步优选为1:(0.4～5)。
[0015]本专利技术中，所述第一单体和第二单体在特定的摩尔比范围内，材料的力学性能以及无机粉体在聚合物中的分散性更优。
[0016]优选地，所述第二单体包括烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、8
‑
甲基丙烯酰氧基辛基三甲氧基硅烷、8
‑
甲基丙烯酰氧基辛基三乙氧基硅烷、丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、3
‑
丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3
‑
丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、8
‑
丙烯酰氧基辛基三甲氧基硅烷或8
‑
丙烯酰氧基辛基三乙氧基硅烷中的至少一种。
[0017]优选地，所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
[0018]优选地，所述制备原料中羟基与异氰酸酯基的摩尔比为1:(0.9～1)，例如可以为1:0.91、1:0.92、1:0.93、1:0.94、1:0.95、1:0.96、1:0.97、1:0.98、1:0.99等。
[0019]优选地，所述有机硅处理剂具有式I所示结构：
[0020][0021]其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有机硅处理剂，其特征在于，所述有机硅处理剂的制备原料包括含侧氢有机硅预聚体、第一单体、第二单体和异氰酸酯；所述第一单体包括含有碳碳双键和羟基的化合物；所述第二单体包括含有碳碳双键和烷氧基的硅烷化合物。2.根据权利要求1所述的有机硅处理剂，其特征在于，所述含侧氢有机硅预聚体中氢含量为0.2～0.4％；优选地，所述含侧氢有机硅预聚体的数均分子量为500～10000。3.根据权利要求1或2所述的有机硅处理剂，其特征在于，所述制备原料中，硅氢与碳碳双键的摩尔比为1:(1～1.5)；优选地，所述第一单体包括烯丙醇、羟基甲基丙烯酰胺、羟基乙基丙烯酰胺、2
‑
羟基乙基乙烯基醚、4
‑
羟基丁基乙烯基醚、二乙二醇单乙烯基醚、丙烯酸2
‑
羟基乙酯、甲基丙烯酸2
‑
羟基乙酯、丙烯酸2
‑
羟基丙酯、甲基丙烯酸2
‑
羟基丙酯、丙烯酸3
‑
羟基丙酯、甲基丙烯酸3
‑
羟基丙酯、丙烯酸2
‑
羟基丁酯、甲基丙烯酸2
‑
羟基丁酯、丙烯酸4
‑
羟基丁酯、甲基丙烯酸4
‑
羟基丁酯、丙烯酸6
‑
羟基己酯、甲基丙烯酸6
‑
羟基己酯、丙烯酸8
‑
羟基辛酯、甲基丙烯酸8
‑
羟基辛酯、丙烯酸10
‑
羟基癸酯、甲基丙烯酸10
‑
羟基癸酯、丙烯酸12
‑
羟基月桂酯或甲基丙烯酸12
‑
羟基月桂酯中的至少一种。4.根据权利要求1～3任一项所述的有机硅处理剂，其特征在于，所述第一单体与第二单体的摩尔比为1:(0.2～9.5)，进一步优选为1:(0.4～5)；优选地，所述第二单体包括烯丙基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3
‑
甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、8
‑
甲基丙烯酰氧基辛基三甲氧基硅烷、8
‑
甲基丙烯酰氧基辛基三乙氧基硅烷、丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷、丙烯酰氧基甲基三乙氧基硅烷、3
‑
丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3
‑
丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、8
‑
丙烯酰氧基辛基三甲氧基硅烷或8
‑
丙烯酰氧基辛基三乙氧基硅烷中的至少一种；优选地，所述异氰酸酯包括甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种；优选地，所述制备原料中羟基与异氰酸酯基的摩尔比为1:(0.9～1)。5.根据权利要求1～4任一项所述的有机硅处理剂，其特征在于，所述有机硅处理剂具有式I所示结构：

【专利技术属性】
技术研发人员：李信成，孙东明，陈楚宏，康娟，
申请(专利权)人：广州硅碳新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：