[發明專利]一種無VOC排放的硅烷偶聯劑及其合成方法

在審

• 申請號: 201510040399.0
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN104610337A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 胡江華;甘俊;劉明鋒;秦傳俊;陳圣云;甘書官
• 申請（專利權）人: 荊州市江漢精細化工有限公司
• 主分類號: C07F7/08
• 分類號: C07F7/08;C07F7/10
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務所 42216
• 代理人: 陳德斌

技術領域

本發明涉及一種無VOC排放的硅烷偶聯劑及其合成方法,屬精細化工技術領域。

背景技術

硅烷偶聯劑廣泛用于工業生產，如：涂料，橡膠，塑料，油漆，機械，電子等領域，有工業味精之稱。硅烷偶聯劑是分子中含有兩種不同化學性質基團的有機硅化合物，通式一般可用YSiX₃表示，其中，Y為非水解活性基團，X為可水解基團，在使用過程中，?X基團發生水解反應，生成Si-OH，同時生成低分子的HX揮發性物質，方程式為：

?????YSiX_3????+??H₂O???---???YSi(OH)₃??+??3HX

??????其中YSi(OH)₃中Y基團和OH基團分別與不同基材連接達到偶聯效果；而HX為副產物，一般為甲醇，乙醇，丙醇，異丙醇，乙酸等低沸點物質。這些在偶聯劑使用之后產生了大量的低沸點物質，對環境產生了污染。隨著人類對環境保護力度的加強，美國，歐盟和中國的國家組織和企業先后對揮發性物質（VOC）作出了定義和標準，如美國的ASTM?d3960-98,?美國聯邦環保署EPA,?世界衛生組織WHO,?中國國家標準GB/T?18883-2002和巴斯夫公司等。按此定義和分類，硅烷偶聯劑使用產生的低沸點物質全部屬于揮發性物質（VOC），都會對環境造成污染。近年來，隨著人們生活水平的提高，對環境要求也越來越高，特別是與人們生活息息相關的工業品，如汽車，裝修房子用的涂料和油漆，電子產品，衣服等都要求無氣味無污染。美國和歐盟對某些工業品的VOC排放作出了規定和限制，這就要求作為工業味精的硅烷偶聯劑低VOC排放或無VOC排放。

無VOC排放的硅烷偶聯劑的合成方法，國內還沒有相關的報道，國外相關的報道也很少。從分子結構上看，合成這種無VOC排放的偶聯劑也可以用含活性基團的硅烷偶聯劑和六甲基二硅氧烷催化制得，但該合成路徑需要催化劑，且副反應多，原料成本高，工藝復雜，即不經濟也不環保。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種具有產品含量高，能耗低，環境污染小，工藝設備簡單等特點，適合工業化生產，應用前景十分廣闊；且在使用過程中不需水解可直接交粘固化，不產生氣泡和低沸點物質的無VOC排放的硅烷偶聯劑及其合成方法。

??????本發明的技術方案是：

一種無VOC排放的硅烷偶聯劑，其特征在于：無VOC排放的硅

烷偶聯劑的結構式為：

R¹（CH₂）_n?R²_mSi(OSiR³₃)_3-m,

其中n為0~8;

m為0~2；

R¹為活性基團，如氨基、烷基氨基、脲基、氰基、

硫氰基、巰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、環氧烷氧基、乙酰氧基；

R²為C_nH_(2n+1)，其中n為0~8;

R³為CH₃或CH₂CH₃。

上述無VOC排放的硅烷偶聯劑的化學反應方程式為：

R¹（CH₂）_n?R²_mSiR_3-m??+???ClSiR₃³??+?H₂O--

?????????????R¹（CH₂）_n?R²_mSi(OSiR³₃)_3-m???+??HCl

其中n為0^~8;

m為0^~2；

R¹為活性基團，如氨基、烷基氨基、脲基、氰基、

硫氰基、巰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、乙烯基、環氧烷氧基、乙酰氧基；