一種丙烯酰氧基氨基硅烷及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及有機合成技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種丙烯酰氧基氨基硅烷及其 制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 硅烷偶聯(lián)劑是一類在分子中同時含有兩種不同化學(xué)性質(zhì)基團的有機娃化合物，其 經(jīng)典產(chǎn)物可用通式Y(jié)SiX3表示。式中，Y為非水解基團，包括鏈烯基(主要為乙烯基），以及末 端帶有(：1、見12、5!1、環(huán)氧、陽、（甲基)丙烯酰氧基、異氰酸酯基等官能團的烴基，即碳官能基;父 為可水解基團。由于這一特殊結(jié)構(gòu)，在其分子中同時具有能和無機質(zhì)材料(如玻璃、硅砂、金 屬等)化學(xué)結(jié)合的反應(yīng)基團及與有機質(zhì)材料(合成樹脂等)化學(xué)結(jié)合的反應(yīng)基團，可以用于 表面處理。
[0003]硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用大致可歸納為三個方面：
[0004] 表面處理
[0005]能改善玻璃纖維和樹脂的粘合性能，大大提高玻璃纖維增強復(fù)合材料的強度、電 氣、抗水、抗氣候等性能，即使在濕態(tài)時，它對復(fù)合材料機械性能的提高，效果也十分顯著。 在玻璃纖維中使用硅烷偶聯(lián)劑已相當(dāng)普遍，用于這一方面的硅烷偶聯(lián)劑約占其消耗總量的 50%，其中用得$父多的品種是乙烯基硅烷、氣基硅烷、甲基丙稀醜氧基硅烷等。
[0006] 填充塑料
[0007]可預(yù)先對填料進行表面處理，也可直接加入樹脂中。能改善填料在樹脂中的分散 性及粘合力，改善無機填料與樹脂之間的相容性，改善工藝性能和提高填充塑料(包括橡 膠)的機械、電學(xué)和耐氣候等性能。
[0008]用作密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑
[0009]能提高它們的粘接強度、耐水、耐氣候等性能。硅烷偶聯(lián)劑往往可以解決某些材料 長期以來無法粘接的難題。硅烷偶聯(lián)劑作為增粘劑的作用原理在于它本身有兩種基團；一 種基團可以和被粘的骨架材料結(jié)合;而另一種基團則可以與高分子材料或粘接劑結(jié)合，從 而在粘接界面形成強力較高的化學(xué)鍵，大大改善了粘接強度。硅烷偶聯(lián)劑的應(yīng)用一般有三 種方法:一是作為骨架材料的表面處理劑;二是加入到粘接劑中，三是直接加入到高分子材 料中。從充分發(fā)揮其效能和降低成本的角度出發(fā)，前兩種方法較好。
[0010]在硅烷偶聯(lián)劑的兩類性能互異的基團中，以Y基團最重要，它直接決定硅烷偶聯(lián)劑 的應(yīng)用效果。只有當(dāng)Y基團能和對應(yīng)的基體樹脂起反應(yīng)時，才能提尚有機Jj父粘劑的粘接強 度。一般要求Y基團能與樹脂相溶并能起偶聯(lián)反應(yīng)，所以對于不同的樹脂，必須選擇含適當(dāng)Y 基團的硅烷偶聯(lián)劑。常用的硅烷偶聯(lián)劑為二烷氧基型，但二烷氧基型偶聯(lián)劑有可能降低基 體樹脂的穩(wěn)定性，因而來二烷氧基型偶聯(lián)劑的研究和應(yīng)用得到重視。
[0011] KH550硅烷偶聯(lián)劑，γ-氨丙基三乙氧基硅烷是帶有氨基官能團的硅烷偶聯(lián)劑，KH- 570硅烷偶聯(lián)劑，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷是是帶有酰氧基官能團的硅烷偶聯(lián) 劑，兩者分別通過氨基或酰氧基官能團，對于與玻璃纖維結(jié)合提高強度分別起到很好的作 用，對于提高玻纖增強和含無機填料的熱固性樹脂能提高它們的機械電氣性能，特別是通 過活性游離基反應(yīng)固化(如不飽和聚酯，聚氨酯和丙烯酸酯）的熱塑性樹脂的填充，包括聚 烯烴和熱塑性聚氨酯。但單個的官能團強度增加有限，玻璃纖維拉出的絲，保護膜，摩擦，膜 破壞，強度下降?，F(xiàn)有技術(shù)中并有將官能團同時存在的偶聯(lián)劑，只能分別同時加入兩種物 質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 1.要解決的技術(shù)問題
[0013]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的硅烷偶聯(lián)劑在樹脂中增加強度不足、成本高，使用效率低 的問題，本發(fā)明提供了一種丙烯酰氧基氨基硅烷及其制備方法，它可以實現(xiàn)硅烷偶聯(lián)劑在 樹脂中增加強度高、成本低，使用效率高。
[0014] 2.技術(shù)方案
[0015]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)。
[0016] -種丙烯酰氧基氨基硅烷，其結(jié)構(gòu)式如下：
[0017]
[0018] -種所述的丙烯酰氧基氨基硅烷的制備方法，步驟如下：
[0019] (1)向反應(yīng)器中加入氨基硅烷和甲基丙烯酸烯丙酯，兩者的物質(zhì)的量比為1:1;向 反應(yīng)器中加入總質(zhì)量的30 % -40 %的溶劑；
[0020] (2)加入催化劑，質(zhì)量為總質(zhì)量的
[0021] (3)在反應(yīng)器中進行加熱攪拌，加熱溫度在50-100°C，攪拌時間為3-6h，獲得所需 的丙烯酰氧基氨基硅烷。
[0022] 反應(yīng)式如下：
[0023]
[0024]更進一步的，所述的催化劑為:芐基三乙基氯化銨、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨、 四丁基硫酸氫銨、三辛基甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨。 [0025] 更進一步的，所述的氨基硅烷:氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，氨乙基氨丙基三乙氧 基硅烷，氨乙基氨丙基三異丙氧基硅烷，氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷，氨乙基氨丙基甲 基二乙氧基硅烷，氨丙基三甲氧基硅烷，氨丙基三乙氧基硅烷，氨丙基甲基二甲氧基硅烷， 氨丙基甲基二乙氧基硅烷。
[0026]更進一步的，所述的溶劑為甲苯、DMF、苯或四氫呋喃。
[0027] 3.有益效果
[0028]相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0029] (1)本發(fā)明的丙烯酰氧基氨基硅烷是一種復(fù)合官能團結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物，既含有酰氧基 也含有氨基，兩者互相共存，相對于現(xiàn)有產(chǎn)品如KH550或KH570只能單獨存在，本發(fā)明可以同 時共存；
[0030] (2)性能上，在玻璃纖維浸潤劑中使用，強度上比單獨使用酰氧基和氨基的硅烷產(chǎn) 品可以提高20%以上，比單獨使用含有一種基團的產(chǎn)品強度提升明顯；
[0031] (3)克服了原有產(chǎn)品在玻璃纖維浸潤劑中獲得的潤滑性不好，粗糙性大，阻力大， 本產(chǎn)品潤滑性能耗，粗糙性小，阻力??；
[0032] (4)相對于一種酰氧基或氨基的硅烷產(chǎn)品，在成本上比同時使用兩者低。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合具體的實施例，對本發(fā)明作詳細描述。
[0034]-種丙烯酰氧基氨基硅烷，其結(jié)構(gòu)式如下：
[0035]
[0036] 所述的三個ORi分別為甲基、甲氧基、乙氧基或異丙氧基中的一種。
[0037] 制備步驟如下：
[0038] (1)向反應(yīng)器中加入氨基硅烷和甲基丙烯酸烯丙酯，兩者的物質(zhì)的量比為1:1;向 反應(yīng)器中加入總質(zhì)量的30%的溶劑;所述的催化劑為：芐基三乙基氯化銨、四丁基溴化銨、 四丁基氯化銨、四丁基硫酸氫銨、三辛基甲基氯化銨、十二烷基三甲基氯化銨、十四烷基三 甲基氯化銨。所述的氨基硅烷:氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷， 氨乙基氨丙基三異丙氧基硅烷，氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷，氨乙基氨丙基甲基二乙 氧基硅烷，氨丙基三甲氧基硅烷，氨丙基三乙氧基硅烷，氨丙基甲基二甲氧基硅烷，氨丙基 甲基二乙氧基硅烷。所述的溶劑為甲苯、DMF、苯或四氫呋喃。
[0039] (2)加入催化劑，質(zhì)量為總質(zhì)量的1% ;
[0040] (3)在反應(yīng)器中進行加熱攪拌，加熱溫度在50°C，攪拌時間為3h，獲得所需的丙烯 酰氧基氨基硅烷。
[0041 ] 反應(yīng)式如下：
[0042]
[0043] 通過紅外光譜對產(chǎn)品進行檢測，測得在leiOcnf1處出現(xiàn)強吸收峰，說明具有c= c雙 鍵吸收峰，說明存在酰氧基結(jié)構(gòu)，在3451