[發明專利]一種易于工業化生產的耐高溫偶聯劑的制備方法和應用

在審

• 申請號: 201810207849.4
• 申請日: 2018-03-14
• 公開（公告）號: CN108383867A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發明（設計）人: 宇平;王巍;胡一鳴;潘麗靜
• 申請（專利權）人: 常州杰銘新材料科技有限公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;C07F7/08;C07F7/10;C23C22/02
• 代理公司: 常州市英諾創信專利代理事務所(普通合伙) 32258
• 代理人: 王美華;謝新萍

本發明涉及一種易于工業化生產的耐高溫偶聯劑及其制備方法。本發明是為了解決現有硅烷類偶聯劑熱穩定性較差，同時耐高溫類偶聯劑難以工業化制備等問題。本發明耐高溫偶聯劑的制備方法為：在氮氣保護下，將氨基硅烷類偶聯劑加入三口燒瓶中，然后加入降冰片烯單酐或4?苯乙炔苯酐單體，先在室溫下攪拌反應2～8h，讓反應單體混合分散均勻，攪拌速率控制在50～800r/min，然后以5～50℃/min的升溫速率將反應溶液溫度調到150～250℃，繼續反應2～10h，最后停止攪拌、冷卻樣品后粉碎，即得。該種耐高溫偶聯劑材料易于工業化生產，應用于電子工業中的金屬表面保護。

技術領域

本發明屬于耐高溫偶聯劑材料的制備領域，特別涉及一種易于工業化生產的耐高溫偶聯劑的制備方法。

背景技術

硅烷類偶聯劑是一類分子中官能團能同時與有機材料和無機材料相互作用的有機硅類化合物，其中水解基團硅酯鍵易水解產生羥基，能與無機材料表面的羥基產生氫鍵，再加熱脫水縮合形成部分共價鍵，非水解基團可與有機物發生反應，硅烷類偶聯劑能賦予材料優良的應用性能，已經在復合材料、電子機械及航空航天等領域得到了廣泛應用。

鍍鉻工藝是保護金屬基體最有效的方法，但是局限性在于其中使用的六價鉻具有很強的氧化性，會造成嚴重的環境污染和人體傷害。因此，需要尋找綠色環保、效果好的新的金屬表面防腐工藝。科研工作者越來越關注硅烷偶聯劑在金屬表面處理中的作用。硅烷偶聯劑處理金屬表面是一項綠色環保、新興的表面處理工藝，其操作簡單、成本低及應用廣泛，可與金屬表面的羥基進行脫水縮合或者硅烷間脫水縮合，形成穩定的共價鍵附著在金屬表面，形成硅烷膜，可以高效地保護金屬，避免被腐蝕。截至目前，許多金屬表面可以使用硅烷類偶聯劑進行防腐保護。但是，隨著現代科技的快速發展，機械汽車中的活塞離合器、電子工業中的電路板，特別是航空航天領域的金屬部件作業溫度要求很高，需要使用的偶聯劑產品具有很好的耐溫性，這樣使得一般的硅烷類偶聯劑難以承受高溫條件下的考驗，會發生分解，失去性能，不能對高溫作業下的金屬表面起到有效的保護。因此，研究開發性能優異的耐高溫偶聯劑具有十分重要的意義。

目前，對于耐高溫偶聯劑國外做了大量研究，研究發現含芳香結構的硅烷類偶聯劑相比較脂肪結構的偶聯劑具有更高的熱穩定性和更低的熱失重敏感性，也有通過引入耐高溫元素或基團來提高偶聯劑的耐溫性。張余寶等(耐高溫硅烷偶聯劑的合成及硅烷偶聯劑預處理銅箔的研究.南昌大學碩士畢業論文， 2011.)采用冰醋酸試劑合成了幾種耐高溫的硅烷偶聯劑，改性硅烷偶聯劑合成方法采用了硅氫加成法，成本高、步驟繁瑣，不適宜產業化生產。因此，研究合成易于工業化生產的耐高溫偶聯劑具有十分重要的工業應用前景。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種易于工業化生產的耐高溫偶聯劑的制備方法，在傳統氨基硅烷類偶聯劑的基礎上，依據交聯基團降冰片烯或苯乙炔基高溫固化形成高密度網絡結構，能顯著提高材料熱氧穩定性的機理，進行共聚合成，從而得到耐高溫型的偶聯劑。另外，本發明的合成制備方法工藝簡單、可操作性強，沒有廢棄污染物，易于工業化生產。

本發明的一種易于工業化生產的耐高溫偶聯劑的制備方法，包括：在氮氣保護下，將氨基硅烷類偶聯劑加入三口燒瓶中，再加入干燥的單酐，先在室溫下攪拌反應2～8h，讓反應單體混合分散均勻，攪拌速率控制在50～800r/min，然后以5～50℃/min的升溫速率將反應混合液溫度調節到一定的高溫下，繼續攪拌反應2～10h，最后停止攪拌，將樣品冷卻后進行粉碎，即得耐高溫偶聯劑粉末樣品。

所述的氨基硅烷類偶聯劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、4-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3- 氨丙基甲基二乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、N-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-二乙烯三胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、3-脲丙基三甲氧基硅烷及3-脲丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種的混合。