[發明專利]一種含有雙官能團的硅鈦低聚物及其制備方法

在審

• 申請號: 201911354956.0
• 申請日: 2019-12-25
• 公開（公告）號: CN111040177A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 廖明義;李慶斌
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: C08G77/58
• 分類號: C08G77/58;C09J183/14;C08L83/12
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 周媛媛;李馨

本發明公開了一種含有雙官能團的硅鈦低聚物及其制備方法，屬于材料領域。首先，以兩種硅氧烷共水解得到含有兩種官能團的硅醇，然后，硅醇與鈦酸酯進行縮合反應制備含有兩種官能團的硅鈦低聚物。該低聚物可用制備密封劑、粘合劑、改性劑等，在航空航天、交通運輸、石油化工、船舶制造等領域具有良好的應用前景。

技術領域

本發明屬于材料領域，具體涉及一種含有雙官能團的硅鈦低聚物及其制備方法。

背景技術

有機硅聚合物的分子鏈主要由Si-O鍵構成，由于其具有耐高、低溫、絕緣、耐老化等優異性能被廣泛應用于眾多領域。鈦是一種金屬元素，早在上個世紀60年代俄羅斯研究人員就將其引入到聚硅氧烷中得到一種性能優異的硅鈦聚合物。研究發現，有機硅鈦聚合物具有更好的耐熱性、耐溶劑性、粘結性以及更高的強度?？梢詰糜诤娇蘸教臁⒔煌ㄟ\輸、船舶制造、石油化工等領域。早期俄羅斯研究人員利用氯硅烷與鈦酸酯在堿性體系中反應而得到硅鈦聚合物，但產率較低。隨后合成具有不同結構，特別是硅原子上具有不同的取代基的硅鈦聚合物引起人們廣泛的關注。利用含鈦的化合物與硅烷、羥基硅烷雜化生成各種有機硅或者半有機半無機聚合物。硅鈦聚合物可作為偶聯劑、催化劑、聚合物改性劑、陶瓷前驅體等。但到目前為止，文獻報道主要合成含有端羥基硅鈦聚合物，使得后續固化、改性反應單一，耐熱性能提高有限。因此，本專利設計合成了一種含有雙官能團的硅鈦低聚物，即可進行縮合反應，又可進行加成反應，利于后續固化和改性反應，從而改善硅鈦聚合物性能。

發明內容

本發明提供了一種含有雙官能團的硅鈦低聚物及其制備方法。首先，以兩種硅氧烷共水解脫乙氧基得到含有兩種官能團的硅醇，然后，硅醇與鈦酸酯進行縮合反應制備含有兩種官能團的硅鈦低聚物。該低聚物可用制備密封劑、粘合劑、改性劑等，在航空航天、交通運輸、石油化工、船舶制造等領域具有良好的應用前景。

本發明提供了一種含有雙官能團的硅鈦低聚物，所述硅鈦低聚物的結構如通式Ⅰ所示：

其中，R₁為C₁-C₁₈的直鏈烷基或支鏈烷基或環烷基；R₃為H原子或C₁-C₁₆的直鏈烷基；R₅為C₄的直鏈烷基或支鏈烷基；x＝4～9，y＝10～x，z＝(x+y)/2～20。

本發明還提供了含有雙官能團的硅鈦低聚物的制備方法，包括如下步驟：

(1)共水解反應：取硅氧烷a和硅氧烷b，溶于有機溶劑中，攪拌得到硅烷混合溶液；將有機溶劑、水和無機酸混合得到混合溶劑，然后在攪拌狀態下，將硅烷混合溶液滴加至所述混合溶劑中，進行共水解反應；反應結束后產物用水洗3-5次至中性，并用無水氯化鈣進行干燥，最后將產物在真空干燥箱中，在溫度為50℃條件下，干燥3小時至恒重，得到無色粘稠液體為即共水解硅醇c；

(2)縮合反應：將化合物d和步驟(1)所得共水解硅醇c分別溶于干燥的有機溶劑中，室溫下，將化合物d溶液滴加至共水解硅醇c溶液中，滴加時不斷攪拌，滴加完成后，升高反應溫度，進行縮合反應，整個反應過程保持減壓蒸餾狀態；反應后產物去除溶劑，在真空干燥箱中，在溫度為60℃，干燥3小時至恒重，得到淡黃色粘稠狀液體即為含有雙官能團的硅鈦低聚物；