【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂，尤其是一种钛酸酯催化剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、相对于脱酮肟型、脱酸型有机硅密封胶，脱醇型有机硅密封胶由于其气味低，对环境友好，对基材无腐蚀性，同时对玻璃、金属等多数材料具有高粘接性，自身又具有优异电性能和耐候性能，因此被广泛应用土木建筑，电子元器件、航天航空、新能源汽车工业粘接密封领域。
2、在单组分脱醇型有机硅密封胶中，通常使用钛酸酯有机物作为催化剂，以推动交联固化反应的进行。目前市面上适合脱醇型密封胶使用的钛酸酯催化剂催化分三类：1、多烷氧基钛酸酯，如钛酸四异丙酯，钛酸四叔丁酯；其催化活性高，易水解，有机硅密封胶生产过程中极易发生粘度高峰，导致产生凝胶、结块，影响产品性能和储存稳定性；2、二烷氧基钛双(β-二酮酯)，如双(乙酰乙酸乙酯)钛酸二异丙酯，其活性比较适中，储存性较好，但大部分二烷氧基钛双(β-二酮酯)为红褐色液体，而且低温易结晶，对于有透明需求的有机硅密封胶适应性差，而且产品容易产生黄变，影响产品外观；3、钛酸二元醇酯β-二酮配合物；如钛酸二元醇酯β-二酮配合物，由于螯合剂影响，其颜色多为深红色液体，经过二次改性，催化活性较差，远远不能适应产品表干和固化需求。虽然有研究表明三种催化剂复配使用，能部分互补其各自的不足，但不能根本解决问题。
3、有鉴于此，制备出一种新型钛酸酯催化剂，既能满足其催化活性需求，同时能满足外观性能，储存性和抗黄变性需求，具有极为重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，克服现
2、本专利技术的另一目的在于，提供所述钛酸酯催化剂的制备方法。
3、本专利技术的另一目的在于，提供所述钛酸酯催化剂在制备有机硅密封胶中的应用。
4、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
5、一种钛酸酯催化剂，具有如式i所示的结构：
6、
7、式i中，r选自含仲胺基硅氧烷基；r1选自c1-12的烷烃基；n的值为3-20。
8、本专利技术通过多烷氧基钛酸酯先与仲胺基硅烷酯交换反应生成硅烷化钛酸酯，然后再与小分子1-羟基硅油二次反应，得到含仲胺基钛酸酯硅化物催化剂。该结构的钛酸酯催化剂结合了钛酸酯与氨基硅烷催化活性，同时与107体系基胶具有良好的相容性。尤其是硅氧键与钛氧键之间形成环状结构，与仲氨基协同作用，显著提高了钛原子的催化活性和稳定性。制成单组分脱醇型透明有机硅密封胶后，密封胶具有透明性好，表干速度快，固化深度好，不易黄变，储存性好的特点。
9、优选地，所述r独立地选自如下结构式中的至少一种：
10、
11、所述r进一步优选为如下结构式中的至少一种：
12、
13、环状结构(尤其是环烷烃)具有较大的刚性，可以降低结晶性能，提升透明性，但是这种环状结构会对催化剂的活性有抑制作用，同时钛酸酯上的胺基，可以降低环状结构对催化活性的抑制作用。因此，选用上述具有环状结构和仲胺基的硅烷进行改性，可以进一步提升催化剂的活性和制备得到的有机硅的外观性能。
14、本专利技术还保护所述钛酸酯催化剂的制备方法，包括如下步骤：
15、s1.将烷氧基硅烷和多烷氧基钛酸酯与由水和有机溶剂组成的混合溶剂混合均匀，形成反应液，在70-90℃下进行酯交换反应2-5h，反应完全后去除醇类小分子，得到硅烷化钛酸酯化合物；
16、s2.降温至50-60℃下，向步骤s1的产物中加入小分子羟基硅油，在70-100℃下二次反应2-4h，反应完全后去除醇类小分子，得到所述钛酸酯催化剂。
17、优选地，所述多烷氧基钛酸酯包括钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四异丁酯、钛酸辛酯中的至少一种。
18、优选地，所述小分子羟基硅油的平均分子量在330-1500之间，羟基含量在2.27％-10.3％，优选的羟基含量在4％-10.3％之间。需要说明的是，小分子羟基硅油是羟基封端聚二甲基硅烷，是一种聚合物，是由不同分子量组成的聚合物的混合物，因此，其分子量用平均分子量表示。其聚合度也就是式i中的n，也表示的是平均值，但是需要强调的是，在一个单独的钛酸酯催化剂中，n值是确定的整数。优选地，所述仲氨基硅烷包括n-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(n-环己胺基)丙基三甲氧基硅烷、γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、n-(正丁基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷、双(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)胺中的至少一种。
19、优选地，所述有机溶剂包括但不限于乙醇、异丙醇、丁醇中的其中的至少一种。
20、优选地，步骤s1中，烷氧基硅氧烷与水的摩尔为1:(0.85-1)；水与有机溶剂的质量比1:(1-2)。
21、优选地，步骤s1中所述混合的具体步骤为：搅拌状态下依次加入烷氧基硅烷和多烷氧基钛酸酯，滴定加入水和溶剂形成的混合溶剂，其中滴定的时间为0.5-1.5h。
22、优选地，步骤s2中所述混合的具体步骤为：a4分子筛干燥过得小分子羟基硅油滴加到步骤s1的产物中，其中滴加的时间为30-45min。
23、所述钛酸酯催化剂在制备有机硅密封胶中的应用也在本专利技术的保护范围内，所述有机硅密封胶包括以下原料：烷氧基封端聚硅氧烷、增韧剂、疏水气相白炭黑、上述钛酸酯催化剂、交联剂、偶联剂。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
25、本专利技术通过多烷氧基钛酸酯先与仲胺基硅烷酯反应生成硅烷化钛酸酯，然后再与小分子羟基硅油二次反应，得到含仲胺基钛酸酯硅化物催化剂。该结构的钛酸酯催化剂结合了钛酸酯与氨基硅烷催化活性，同时与107体系基胶具有良好的相容性。制成单组分脱醇型透明有机硅密封胶后，密封胶具有透明性好，表干速度快，固化深度好，不易黄变，储存性好的特点。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钛酸酯催化剂，其特征在于，所述钛酸酯催化剂具有如式I所示的结构：
2.根据权利要求1所述的钛酸酯催化剂，其特征在于，所述R独立地选自如下结构式中的至少一种：
3.根据权利要求2所述的钛酸酯催化剂，其特征在于，所述R独立地选自如下结构式中的至少一种：
4.权利要求1-3任一项所述的钛酸酯催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述多烷氧基钛酸酯包括钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四异丁酯、钛酸辛酯中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述小分子羟基硅油的平均分子量为330-1500；羟基含量为2.27％-10.3％。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述小分子羟基硅油的羟基含量为4-10.3％。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述仲氨基硅烷包括N-苯基-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-(N-环己胺基)丙基三甲氧基硅烷、γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(正丁基)-3
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂包括乙醇、异丙醇、丁醇中的其中的至少一种。
10.权利要求1-3任一项所述的钛酸酯催化剂在制备有机硅密封胶中的应用，其特征在于，所述有机硅密封胶包括以下原料：烷氧基封端聚硅氧烷、增韧剂、疏水气相白炭黑、权利要求1-3任一项所述的钛酸酯催化剂、交联剂、偶联剂。
...【技术特征摘要】
1.一种钛酸酯催化剂，其特征在于，所述钛酸酯催化剂具有如式i所示的结构：
2.根据权利要求1所述的钛酸酯催化剂，其特征在于，所述r独立地选自如下结构式中的至少一种：
3.根据权利要求2所述的钛酸酯催化剂，其特征在于，所述r独立地选自如下结构式中的至少一种：
4.权利要求1-3任一项所述的钛酸酯催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述多烷氧基钛酸酯包括钛酸四甲酯、钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯、钛酸四异丁酯、钛酸辛酯中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述小分子羟基硅油的平均分子量为330-1500；羟基含量为2.27％-10.3％。
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【专利技术属性】
技术研发人员：钟伯携，刘金明，徐文远，黄永军，
申请(专利权)人：广州集泰化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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