[發明專利]含酰亞胺環結構單元的硅烷偶聯劑的制備方法

無效

• 申請號: 201310563751.X
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103665020A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 劉峰;張余寶;李夫
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術領域

本發明屬于硅烷偶聯劑及制備領域。

背景技術

硅烷偶聯劑作為有機硅工業的四大分支，主要用作表面處理、無機填料填充塑料、密封劑、粘接劑和涂料的增粘劑。一般的硅烷偶聯劑在較低溫度(200^oC)下具有很好的應用性能，在高溫下硅烷偶聯劑會發生分解，失去應用價值，硅烷偶聯劑作為很重要的材料助劑，它的耐熱性能很大程度上影響整個材料的熱性能。

酰亞胺環具有平面對稱環狀結構，鍵長和鍵角均處于正常狀態，這使其具有很高的熱穩定性；同時，酰亞胺環有很強的極性，可與被處理材料表面產生一定強度的相互作用，因此，在分子結構中引入酰亞胺環，可有效的提高硅烷偶聯劑的熱性能和應用性能（盧鳳才，楊貴生.耐高溫膠粘劑.北京：科學出版社，1993；丁孟賢，何天白.聚酰亞胺新型材料.北京：科學出版社，1998）。

制備上述含酰亞胺環結構的硅烷偶聯劑，一般采用一步酰亞胺化法。詳細的說，將環酐和氨基硅烷加入到有機溶劑中，攪拌溶解，加入乙酸酐和三乙胺，反應完全后，減壓除去低沸點組分，得產物，為防止硅烷水解，反應中產生的水必須去除，一般是加入化學干燥劑，如：六甲基二硅氮烷，三甲基甲硅烷氮化物，但這些干燥劑很昂貴，應用起來造價太高（Ben?Patel，Niskayuna.?Process?for?preparing?unsaturated?imidoalkoxysilanes.?US?2007101-23728，2007-05-30）。

發明內容

本發明的目的是提供一種含酰亞胺環結構單元的硅烷偶聯劑的制備方法。

本發明所述的含酰亞胺環結構單元的硅烷偶聯劑的分子結構式為。

?

式中a為含酰亞胺環結構單元的單硅烷偶聯劑分子結構式，b為含酰亞胺環結構單元的雙硅烷偶聯劑分子結構式，R¹為甲基或乙基；R²為苯、六氫苯、降冰片烯或乙烯；R³為苯、聯苯、二苯酮或二苯醚。

本發明所述的制備方法采用兩步合成法。

（1）將環酐溶于冰醋酸中，按環酐與烯丙基胺的摩爾比為1:1或2:1加入烯丙基胺，攪拌回流2~36h，加水，過濾，干燥，得酰亞胺化產物。

（2）將酰亞胺化產物溶于苯或甲苯中，加入摩爾濃度為0.01mol/l~0.05mol/l的含鉑催化劑、與酰亞胺化產物摩爾比為1:1或2:1的三烷氧基硅烷，在溫度50~90^oC條件下反應2~10h，減壓蒸餾除去低沸點餾分，獲得產物。

所述的環酐為苯酐、六氫苯酐、降冰片烯單酐、順丁烯二酸酐、均苯四酸二酐、聯苯四酸二酐、二苯酮四酸二酐或二苯醚四酸二酐。

所述的三烷氧基硅烷為三甲氧基硅烷或三乙氧基硅烷。

本發明的優點是：以環酐、烯丙基胺和三烷氧基硅烷為反應物，通過兩步法合成了一種含有酰亞胺環結構單元的硅烷偶聯劑，過程中不必加入價格昂貴的化學干燥劑，成本低，且合成工藝簡單，產率高，產物易提純。

具體實施方式

以下結合具體實施進一步說明本發明。

實施例1。

以苯酐、烯丙基胺和三乙氧基硅烷為原料制備硅烷偶聯劑的方法：

1）含鉑催化劑的制備

取1g氯鉑酸溶于無水異丙醇中，于50ml容量瓶中定容，摩爾濃度為0.0386mol/l。

2）酰亞胺化產物的制備

干燥的500ml三頸瓶中，加入14.8g(0.1mol)鄰苯二甲酸酐和180ml冰醋酸，攪拌溶解后加入5.7g(0.1mol)烯丙基胺，室溫反應1h，加熱回流4h，冷卻至室溫后加入170ml水，加熱至沸，冷卻至室溫，有白色固體析出，抽濾，水洗，固體用氯仿重結晶，得17.2g產物，產率92%，m.p.：69~71^oC。

3）最終產物的制備

干燥的250ml三頸瓶中，加入7.4g(0.05mol)酰亞胺化產物和100ml苯，攪拌溶解后加入0.06ml含鉑催化劑，氬氣充分置換后，50^oC活化30min，加入8.21g(0.05mol)三乙氧基硅烷，加完后升溫至70^oC，反應3h，冷卻至室溫，旋去溶劑，得淡黃色液體，甲醇/氯仿過柱(1:9，v/v)，得9.8g產物，產率56%。

實施例2。

以降冰片烯單酐、烯丙基胺和三乙氧基硅烷為原料制備硅烷偶聯劑的方法：

1）含鉑催化劑的制備。