[發明專利]膦酸銨兩性離子硅烷偶聯劑及硅氧烷環體及其制備方法

在審

• 申請號: 202010940152.5
• 申請日: 2020-09-09
• 公開（公告）號: CN112142785A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 韓鵬;茍斌;張志文;陳士民;余漢成;居學成
• 申請（專利權）人: 深圳市旭生三益科技有限公司;深圳市未名北科環境材料有限公司
• 主分類號: C07F9/38
• 分類號: C07F9/38;C07F9/6596;C07F9/09
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

1.一種膦酸銨兩性離子硅烷偶聯劑，其特征在于，結構式為：

其中，R¹為含1～3個碳原子的烷基，a為0、1、2；R³和R²為甲基或乙基。

2.根據權利要求1所述的膦酸銨兩性離子硅烷偶聯劑，其特征在于，R³和R²為甲基。

3.一種用于制備權利要求1所述的膦酸銨兩性離子硅烷偶聯劑的第一中間體，其特征在于，結構式為：

其中，R³和R²為甲基或乙基。

4.一種權利要求3所述的第一中間體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將摩爾比1:0.8～1.5的和Cl-CH₂-CH-CH₂-O-HPO₃^-鹽溶解在有機溶劑中，并在惰性氣體保護、加熱溫度為70℃～90℃的條件下，回流攪拌10～14小時，銨化反應得到含有所述第一中間體、少量未反應的反應物的混合物；

S2、將上述混合物提純得到所述第一中間體。

5.根據權利要求4所述的第一中間體的制備方法，其特征在于，所述步驟S2具體包括：

S2-1、將上述混合物減壓濃縮或真空蒸餾，獲得第一中間體-磺酸鹽的結晶母液；

S2-2、將所述結晶母液初步蒸發濃縮并加入少量異丙醇，得到磺酸鹽混晶粗品，用分離溶劑洗滌除雜，將含所述所述第一中間體的濾液合并；

S2-3、將含所述所述第一中間體的濾液旋轉蒸發濃縮得到濃縮液，蒸發溫度為45℃～50℃，至晶體開始析出時，將所述濃縮液于0～4℃低溫結晶，過濾并干燥得到所述第一中間體。

6.一種制備權利要求1所述的膦酸銨兩性離子硅烷偶聯劑的第二中間體，其特征在于，結構式為：

其中，R³和R²為甲基或乙基；b為1、2或3。

7.一種制備權利要求6所述的第二中間體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

SS1、將權利要求2所述的第一中間體、karstedt催化劑、阻聚劑和無水甲苯，充分攪拌均勻，在惰性氣體的保護下升溫至55～65℃，反應25～30分鐘后，降溫、攪拌，緩慢滴加含所述的第一中間體摩爾量0.85～1.10倍含氯硅烷或硅氧烷的無水甲苯溶劑，攪拌反應4～8小時，含有所述第二中間體的得到淡黃色溶液；

SS2、提純所述淡黃色溶液，得到所述的第二中間體。

8.一種權利要求1所述的膦酸銨兩性離子硅烷偶聯劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

SSS1、在正己烷溶劑中，先加入R¹-OH，攪拌均勻，升高溫度至45～55℃，在惰性氣體保護下，將權利要求5所述的第二中間體緩慢滴加，同時繼續攪拌；

SSS2、滴完后再升溫回流3.5～4.5小時，加入R¹-O^-的鹽調節pH值至中性，過濾沉淀，將濾液真空蒸餾冷卻得所述的膦酸銨兩性離子硅烷偶聯劑。

9.一種硅氧烷環體，其特征在于，結構式為：

10.一種權利要求9所述的硅氧烷環體的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

SSSS1、將權利要求2中所述的第一中間體、karstedt催化劑、阻聚劑和無水甲苯，充分攪拌均勻；

SSSS2、在惰性氣體保護下升溫至55℃～65℃，25～35分鐘后，降溫至25～35℃；

SSSS3、攪拌，緩慢滴加含四甲基四氫環四硅氧烷的無水甲苯溶劑，攪拌反應5.5～6.5小時，得到淡黃色溶液；

SSSS4、真空蒸餾濃縮所述淡黃色液體，得到權利要求9所述的硅氧烷環體。