[發(fā)明專利]一種含低聚烷氧基金屬的偶聯(lián)劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610998222.6
• 申請(qǐng)日: 2016-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106588959B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高延敏;陳亮;左銀澤;李夢(mèng);曾超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C07F3/02
• 分類號(hào): C07F3/02;C07F9/40;C07F7/00;C07F7/30;C07F5/06;C09D163/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發(fā)明公開(kāi)了一種含低聚烷氧基金屬的偶聯(lián)劑及其制備方法，所述偶聯(lián)劑的通式如下：其中，M為偶聯(lián)劑的中心原子；OR為烷氧基；R’為長(zhǎng)鏈烷烴；L為配體分子，p、q是配體分子數(shù)；a、b為聚合度且a+b<5。采用電化學(xué)方法將不同的中心原子電解合成烷氧基化合物，催化縮合獲得低聚態(tài)烷氧基金屬；然后將其與長(zhǎng)鏈烷烴、配體分子混合，制備含低聚烷氧基金屬的偶聯(lián)劑。本發(fā)明所述偶聯(lián)劑適用范圍廣、改性效果好、成本低廉；具有多個(gè)中心原子，具有更大的空間調(diào)節(jié)水解性和締合性，HLB值寬泛、交聯(lián)結(jié)構(gòu)大而穩(wěn)定；本發(fā)明所述方法獲得偶聯(lián)劑的產(chǎn)率高，可達(dá)80％以上，純度高，且無(wú)有害元素氯的產(chǎn)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于新型化合物領(lǐng)域，涉及一種新的化合物及其合成方法，具體涉及一種含低聚烷氧基金屬的偶聯(lián)劑及其制備方法。

背景技術(shù)

偶聯(lián)劑也稱為表面處理劑，它是在無(wú)機(jī)材料與有機(jī)材料或不同有機(jī)材料之間，通過(guò)物理化學(xué)作用，使兩者親和性得到改善的一種有機(jī)化合物。偶聯(lián)劑分子結(jié)構(gòu)的最大特點(diǎn)是分子中含有化學(xué)性質(zhì)不同的兩種基團(tuán)：一種基團(tuán)可與無(wú)機(jī)物表面的化學(xué)基團(tuán)反應(yīng)，形成強(qiáng)固的化學(xué)鍵合；另一種基團(tuán)則具備親有機(jī)物的性質(zhì)，可與有機(jī)分子反應(yīng)或物理纏繞，從而把兩種性質(zhì)不相同的材料結(jié)合起來(lái)。進(jìn)而大大提高復(fù)合材料的物理性能、熱力學(xué)性能、光電性能等。

近年來(lái)，偶聯(lián)劑已經(jīng)廣泛應(yīng)用于涂料、粘接劑、塑料、橡膠、玻璃鋼、油墨、層壓制品及各種材料的表面改性中。能夠有效改善加工性能、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低原料成本，為開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品、拓展新用途奠定了基礎(chǔ)，是生產(chǎn)生活中不可缺少的一類助劑。上世紀(jì)五十年代美國(guó)杜邦公司率先發(fā)明了“沃蘭”系列的鉻體系偶聯(lián)劑，并廣泛用于玻璃纖維的表面處理，但是由于鉻離子的毒性會(huì)造成環(huán)境污染，該系列產(chǎn)品沒(méi)有得到更多的推廣；與此同時(shí)，美國(guó)聯(lián)合碳化公司發(fā)明了氨基硅烷系列的硅體系偶聯(lián)劑，這種偶聯(lián)劑被廣泛用于塑料工業(yè)和橡膠加工中，并且效果顯著；七十年代美國(guó)肯里奇石油化學(xué)公司推出了鈦體系偶聯(lián)劑，用于塑料、涂料、粘接劑等方面。

目前對(duì)于偶聯(lián)劑的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用仍然以硅、鋁、鈦體系為主，這些體系的偶聯(lián)劑大都是以各自的無(wú)水氯化物為原料，例如CN100386332C中公開(kāi)了一種用堿式氯化鋁和堿式氯化鋯制備的新型鋁鋯偶聯(lián)劑，增加了偶聯(lián)劑的水解穩(wěn)定性，降低了涂料的粘度。但是由于含有氯元素，會(huì)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備也會(huì)造成一定的腐蝕，同時(shí)對(duì)生產(chǎn)操作人員也有傷害，這些因素綜合起來(lái)，將會(huì)抬高產(chǎn)品最終的價(jià)格，限制它們進(jìn)一步的推廣應(yīng)用。在CN85102942A中公開(kāi)了一種用烷氧基鋁制作偶聯(lián)劑的方法，該專利使用化學(xué)制備法合成出烷氧基鋁，并沒(méi)有對(duì)其他中心原子的適用性進(jìn)行研究。

此外，隨著復(fù)合材料的不斷發(fā)展，以及對(duì)改性合成材料的性能要求的提高，人們逐漸認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的偶聯(lián)劑已很難滿足聚合物剛性、韌性日益增長(zhǎng)的要求。今后的研究重點(diǎn)將放在適用范圍廣、一劑多能、改性效果更好、成本更低廉的新型偶聯(lián)劑和相應(yīng)的偶聯(lián)技術(shù)上，這對(duì)我國(guó)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展以及提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，提高效益，均有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

解決的技術(shù)問(wèn)題：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，獲得一種具有多個(gè)中心原子、交聯(lián)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、適用范圍廣、改性效果好、產(chǎn)物純度高的偶聯(lián)劑，本發(fā)明提供了一種含低聚烷氧基金屬的偶聯(lián)劑及其制備方法。

技術(shù)方案：一種含低聚烷氧基金屬的偶聯(lián)劑，所述偶聯(lián)劑的通式如下：

其中，M為偶聯(lián)劑的中心原子；OR為烷氧基；R’為長(zhǎng)鏈烷烴；L為配體分子，p、q是配體分子數(shù)；a、b為聚合度且a+b<5。

優(yōu)選的，所述中心原子為鎂、鋁、鍺、鎵、鈦、鋯、鉭、鈮、鈧或釔。

優(yōu)選的，所述長(zhǎng)鏈烷烴為醇類、酚類、羧酸類、磷酸酯類或磺酸類。