[發明專利]一類含胍基結構的硅烷及其制備方法

在審

• 申請號: 201810052444.8
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN107964023A
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 孫健軍;郭震;何宗忠;李盛;李竹云;崔孟忠
• 申請（專利權）人: 煙臺市裕盛化工有限公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18
• 代理公司: 煙臺上禾知識產權代理事務所(普通合伙)37234
• 代理人: 劉志毅

技術領域

本發明屬于有機硅烷技術領域，尤其涉及一類含胍基結構的硅烷及其制備方法。

背景技術

由于有機硅烷的獨特結構，可與多種無機和有機材料發生反應，在日益增長的各領域中被公認為可用作偶聯劑、交聯劑、表面與界面改性處理劑等。在粘合劑、涂料、交聯聚烯烴、玻璃纖維增強復合材料、白炭黑增強輪胎等領域，都離不開硅烷類化合物的應用。

具有不同官能基的硅烷在很多材料及其加工制品中的應用，可以提高諸如：機械強度、電氣絕緣性、抗濕耐候性、耐高低溫性能等多種性能。自20世紀90年代以來，隨著各種官能基硅烷以及硅烷偶聯劑的持續開發，到目前為止已經商品化的硅烷和硅烷偶聯劑不下40種，主要用途包括：作為粘合劑中的界面增粘，以提高粘結強度；用于增強纖維界面處理，從而提高材料界面的粘結強度；在橡膠基復合材中作為界面處理劑，顯著提高材料的剝離強度；用于無機材料的表面處理，可顯著提高其與有機聚合物的相容性等。因此，該類產品在精細化工、建筑材料、電子材料、橡膠塑料等行業有著廣泛的應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一類含胍基結構的硅烷，胍的母體上含有較多的取代烴基和硅烷氧基結構，在進行白炭黑、硅酸鹽、碳酸鹽等填料的表面處理時具有更高的效率，還可提高其與聚合物相的相容性。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一類含胍基結構的硅烷，其結構通式如下：

其中，R₁、R₂各自獨立地為C₁-C₇的烴基或取代芳烴基；

R₃為甲基或乙基；

R₄為C₁-C₆的烴基或芳基；

Y為C₁-C₉的烴基或取代烴基。

優選地，R₁、R₂各自獨立地為甲基、苯基、苯甲基或芐氧基羰基

R₄為甲基或苯基；

Y為亞甲基、亞乙基、亞丙基、羥基取代的丙氧基丙基-CH2-CH(OH)-CH2-0-(CH2)3-、羥基取代的環己烷基-乙基或羥基取代的環己烷基-丙基

本發明的第二個目的在于提供上述含胍基結構的硅烷制備方法，其特征在于，將胍類單體與氯代烴基硅烷進行脫除氯化氫反應，或將胍類單體與環氧烴基硅烷進行環氧開環反應制得。

進一步，胍類單體與氯代烴基硅烷反應的制備，，步驟如下：

(1)將氯代烴基硅烷和其體積1-2倍的有機溶劑投入到干燥的反應器中，再加入氯代烴基硅烷重量1-5％的堿性物質，氮氣保護下，在50-65℃條件下攪拌10-30min；

(2)按照胍類單體中活潑氫與氯代烴基硅烷的摩爾比為1∶(1-1.5)，取胍類單體溶于其體積1-2倍的有機溶劑中，將溶于有機溶劑的胍類單體溶液滴加到步驟(1)的氯代烴基硅烷溶液中，控制反應溫度在65-120℃反應3-5h；

(3)將步驟(2)的反應液經負壓過濾，用有機溶劑洗滌濾餅，所得濾液減壓蒸除有機溶劑以及未反應單體后，即得到目標產物。

進一步，胍類單體與環氧烴基硅烷反應的制備，，步驟如下：

(1)按照胍類單體中活潑氫與環氧烴基硅烷的摩爾比為1∶(1-1.5)，氮氣保護下充分攪拌混合均勻后，加熱到80-120℃反應2-5h；

(2)反應液經蒸餾分離，得到目標產物。

其中，所述的胍類單體中活潑氫為＝NH。

所述的有機溶劑為氯仿、乙醇、四氫呋喃、苯、甲苯、正己烷、環己烷或石油醚；所述的堿性物質為氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、氫化鈉或乙醇鈉中的一種或兩種以上混合。

所述的胍類單體為1,1-二甲基胍、二苯胍、二鄰甲苯胍、N,N-雙(芐氧基羰基)胍或三苯基胍。

所述的氯代烴基硅烷為氯甲基三甲氧基硅烷、氯甲基三乙氧基硅烷、β-氯乙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷或γ-氯丙基三乙氧基硅烷。

所述的環氧烴基硅烷為β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-(2,3-環氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷。

本發明的有益效果是：

(1)本發明的含胍基結構的硅烷提供了更多的反應性硅烷氧基，對于材料的界面處理更加高效；