[發明專利]新型鋁體系偶聯劑

無效

• 申請號: 85102942.6
• 申請日: 1985-04-12
• 公開（公告）號: CN1005265B
• 公開（公告）日: 1989-09-27
• 發明（設計）人: 章文貢;陳文定;陳田安
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: C09K3/00
• 分類號: C09K3/00;C08K9/04;C09C3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明系新型鋁體系偶聯劑的合成方法和應用的發明。

偶聯劑（Couplingagent）又稱促粘劑（AdhesivePromoter）或表面處理劑（Primer）。典型的偶聯劑是分子中至少含有兩類化學基團并能在某些混合或粘合體系中分別與兩相物質發生化學反應、物理化學作用或物理作用而使兩相物質緊密偶聯結合的一類化學物質或產品。

三十多年來，偶聯劑已日益廣泛應用于塑料、橡膠、涂料、粘結劑、玻璃鋼、層壓制品、油墨、鞋油、電器、織品以及各種材料的表面改性等方面，起到改善加工性能、減少能耗、提高質量和降低成本的作用，并為開發新產品、開拓新用途提供了新的途徑，成為愈來愈重要的一類精細化工產品和助劑。

五十年代美國杜邦公司（DuPont）首先發明了以“沃蘭”（Volan）系列產品為代表的鉻體系偶聯劑（U.S.P.352740），曾大量用于增強不飽和聚酯的玻璃纖維表面處理。因為鉻離子的毒性和污染，以后無重大發展。大約與此同時，美國聯合碳化物公司（UnionCarbide）發明了以氨基硅烷為代表的硅體系偶聯劑（J.G.Marsdenetal.，“AdherendsandBondingTechnology”SectionC，P.642-652）。主要用于以硅酸鹽、二氧化硅為填料的工程塑料和橡膠的加工及其性能改進，取得很好的效果。至今已有近百個品種。七十年代美國肯里奇石油化學公司（KenrichPetrochemical）研制成功以異丙氧基三異硬酯酰氧基鈦（TTS）為代表的鈦體系偶聯劑（S、J、Monteetal.，32ndAnnualTechnicalConference，Section4-E，1977，P.1-29）。主要適用于以碳酸鹽，硫酸鹽和金屬氧化物為填料的聚烯烴塑料、涂料和粘結劑等方面，發展相當迅速，現在也有六十多個品種。1983年美國卡文頓化學公司（CavedonChemical）推出了以七個鋯鋁酸酯為代表的鋯鋁體系偶聯劑（L.B.Cohen，PlasticsEngineering.1983，39（11），29-32）。據稱某些性能優于硅、鈦體系偶聯劑，但成本比硅烷偶聯劑還高一半。

還有一些有機化合物以及含有其他金屬原子的有機金屬化合物也被作為偶聯劑應用，但其性能和重要性都未能和上述四個體系的偶聯劑相比。

此外，近年還提出將有機鋁螯合物用作涂料催干劑（B.P.1462610）。電路板表面的促粘劑（JP、82、36、759）、增強環氧樹脂的玻璃纖維表面處理劑（JP、83、79、023）、涂層對玻璃的促粘劑（C、A、99、214185g）、丙烯酸酯-甲基丙烯酸酯共聚物中玻璃纖維表面處理劑（C、A、97、56624b）以及代替胺基硅烷偶聯劑用于改善大規模集成電路與聚酰亞胺的粘結性能（J.ElectroChemicalSoc.，1982，129，2278-2282）等。至于將鋁酸酯用作偶聯劑的研究，由于鋁酸酯較大的水解性，直到一九八三年還被認為不能作為偶聯劑（D.H、Solomonetal.，“ChemistryofPigmentsandFillars”，JohnWiley＆Sons，NewYork，1983，109-148）。

總之，迄今為止，國內外偶聯劑的研究、生產和應用仍以硅體系和鈦體系最為重要。但是這兩大體系偶聯劑幾乎都是以其相應的無水氯化物為起始原料，成本高，腐蝕性大，工藝復雜，以致最終產品價格高，妨礙了它們的進一步推廣應用。

鑒此，本發明的目的是提供一個易合成、成本低而又性能好的新偶聯劑體系。

本發明選擇原料豐富、價格低廉的三價元素鋁作為偶聯劑的中心原子，利用金屬鋁具有活潑并呈兩性性質的特點，直接以金屬鋁為起始原料，經一步反應即獲得中間體三烷氧基鋁，再與具有一定鏈長和空間位阻的，或還含有其他官能團的含羥基、酚基、羧基、各種磷酸基、各種磺酸基、各種硫酸基等酸性反應基團的物質或其酯類、醚類和酸酐類物質進行反應，得到具有適當水解穩定性的鋁酸酯或其衍生物。與此同時，采取適當滿足中心鋁原子配位數的方法克服或減少鋁酸酯或其衍生物的締合性，使制得的鋁酸酯或其衍生物具有可以作為偶聯劑應用所必需的理化性質。

基于上述發明構思，本發明的新型鋁體系偶聯劑具有如式（Ⅰ）所示的基本結構：

式（Ⅰ）