一种丙烯酰氧基氨基硅烷及其制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及有机合成技术领域，更具体地说，涉及一种丙烯酰氧基氨基硅烷及其 制备方法。
【背景技术】
[0002] 硅烷偶联剂是一类在分子中同时含有两种不同化学性质基团的有机娃化合物，其 经典产物可用通式YSiX3表示。式中，Y为非水解基团，包括链烯基(主要为乙烯基），以及末 端带有(：1、见12、5!1、环氧、阳、（甲基)丙烯酰氧基、异氰酸酯基等官能团的烃基，即碳官能基;父 为可水解基团。由于这一特殊结构，在其分子中同时具有能和无机质材料(如玻璃、硅砂、金 属等)化学结合的反应基团及与有机质材料(合成树脂等)化学结合的反应基团，可以用于 表面处理。
[0003]硅烷偶联剂的应用大致可归纳为三个方面：
[0004] 表面处理
[0005]能改善玻璃纤维和树脂的粘合性能，大大提高玻璃纤维增强复合材料的强度、电 气、抗水、抗气候等性能，即使在湿态时，它对复合材料机械性能的提高，效果也十分显著。 在玻璃纤维中使用硅烷偶联剂已相当普遍，用于这一方面的硅烷偶联剂约占其消耗总量的 50%，其中用得$父多的品种是乙烯基硅烷、氣基硅烷、甲基丙稀醜氧基硅烷等。
[0006] 填充塑料
[0007]可预先对填料进行表面处理，也可直接加入树脂中。能改善填料在树脂中的分散 性及粘合力，改善无机填料与树脂之间的相容性，改善工艺性能和提高填充塑料(包括橡 胶)的机械、电学和耐气候等性能。
[0008]用作密封剂、粘接剂和涂料的增粘剂
[0009]能提高它们的粘接强度、耐水、耐气候等性能。硅烷偶联剂往往可以解决某些材料 长期以来无法粘接的难题。硅烷偶联剂作为增粘剂的作用原理在于它本身有两种基团；一 种基团可以和被粘的骨架材料结合;而另一种基团则可以与高分子材料或粘接剂结合，从 而在粘接界面形成强力较高的化学键，大大改善了粘接强度。硅烷偶联剂的应用一般有三 种方法:一是作为骨架材料的表面处理剂;二是加入到粘接剂中，三是直接加入到高分子材 料中。从充分发挥其效能和降低成本的角度出发，前两种方法较好。
[0010]在硅烷偶联剂的两类性能互异的基团中，以Y基团最重要，它直接决定硅烷偶联剂 的应用效果。只有当Y基团能和对应的基体树脂起反应时，才能提尚有机Jj父粘剂的粘接强 度。一般要求Y基团能与树脂相溶并能起偶联反应，所以对于不同的树脂，必须选择含适当Y 基团的硅烷偶联剂。常用的硅烷偶联剂为二烷氧基型，但二烷氧基型偶联剂有可能降低基 体树脂的稳定性，因而来二烷氧基型偶联剂的研究和应用得到重视。
[0011] KH550硅烷偶联剂，γ-氨丙基三乙氧基硅烷是带有氨基官能团的硅烷偶联剂，KH- 570硅烷偶联剂，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷是是带有酰氧基官能团的硅烷偶联 剂，两者分别通过氨基或酰氧基官能团，对于与玻璃纤维结合提高强度分别起到很好的作 用，对于提高玻纤增强和含无机填料的热固性树脂能提高它们的机械电气性能，特别是通 过活性游离基反应固化(如不饱和聚酯，聚氨酯和丙烯酸酯）的热塑性树脂的填充，包括聚 烯烃和热塑性聚氨酯。但单个的官能团强度增加有限，玻璃纤维拉出的丝，保护膜，摩擦，膜 破坏，强度下降。现有技术中并有将官能团同时存在的偶联剂，只能分别同时加入两种物 质。
【发明内容】
[0012] 1.要解决的技术问题
[0013]针对现有技术中存在的硅烷偶联剂在树脂中增加强度不足、成本高，使用效率低 的问题，本发明提供了一种丙烯酰氧基氨基硅烷及其制备方法，它可以实现硅烷偶联剂在 树脂中增加强度高、成本低，使用效率高。
[0014] 2.技术方案
[0015]本发明的目的通过以下技术方案实现。
[0016] -种丙烯酰氧基氨基硅烷，其结构式如下：
[0017]
[0018] -种所述的丙烯酰氧基氨基硅烷的制备方法，步骤如下：
[0019] (1)向反应器中加入氨基硅烷和甲基丙烯酸烯丙酯，两者的物质的量比为1:1;向 反应器中加入总质量的30 % -40 %的溶剂；
[0020] (2)加入催化剂，质量为总质量的
[0021] (3)在反应器中进行加热搅拌，加热温度在50-100°C，搅拌时间为3-6h，获得所需 的丙烯酰氧基氨基硅烷。
[0022] 反应式如下：
[0023]
[0024]更进一步的，所述的催化剂为:苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、 四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵。 [0025] 更进一步的，所述的氨基硅烷:氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，氨乙基氨丙基三乙氧 基硅烷，氨乙基氨丙基三异丙氧基硅烷，氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷，氨乙基氨丙基甲 基二乙氧基硅烷，氨丙基三甲氧基硅烷，氨丙基三乙氧基硅烷，氨丙基甲基二甲氧基硅烷， 氨丙基甲基二乙氧基硅烷。
[0026]更进一步的，所述的溶剂为甲苯、DMF、苯或四氢呋喃。
[0027] 3.有益效果
[0028]相比于现有技术，本发明的优点在于：
[0029] (1)本发明的丙烯酰氧基氨基硅烷是一种复合官能团结构的产物，既含有酰氧基 也含有氨基，两者互相共存，相对于现有产品如KH550或KH570只能单独存在，本发明可以同 时共存；
[0030] (2)性能上，在玻璃纤维浸润剂中使用，强度上比单独使用酰氧基和氨基的硅烷产 品可以提高20%以上，比单独使用含有一种基团的产品强度提升明显；
[0031] (3)克服了原有产品在玻璃纤维浸润剂中获得的润滑性不好，粗糙性大，阻力大， 本产品润滑性能耗，粗糙性小，阻力小；
[0032] (4)相对于一种酰氧基或氨基的硅烷产品，在成本上比同时使用两者低。
【具体实施方式】
[0033]下面结合具体的实施例，对本发明作详细描述。
[0034]-种丙烯酰氧基氨基硅烷，其结构式如下：
[0035]
[0036] 所述的三个ORi分别为甲基、甲氧基、乙氧基或异丙氧基中的一种。
[0037] 制备步骤如下：
[0038] (1)向反应器中加入氨基硅烷和甲基丙烯酸烯丙酯，两者的物质的量比为1:1;向 反应器中加入总质量的30%的溶剂;所述的催化剂为：苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、 四丁基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三 甲基氯化铵。所述的氨基硅烷:氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷，氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷， 氨乙基氨丙基三异丙氧基硅烷，氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷，氨乙基氨丙基甲基二乙 氧基硅烷，氨丙基三甲氧基硅烷，氨丙基三乙氧基硅烷，氨丙基甲基二甲氧基硅烷，氨丙基 甲基二乙氧基硅烷。所述的溶剂为甲苯、DMF、苯或四氢呋喃。
[0039] (2)加入催化剂，质量为总质量的1% ;
[0040] (3)在反应器中进行加热搅拌，加热温度在50°C，搅拌时间为3h，获得所需的丙烯 酰氧基氨基硅烷。
[0041 ] 反应式如下：
[0042]
[0043] 通过红外光谱对产品进行检测，测得在leiOcnf1处出现强吸收峰，说明具有c= c双 键吸收峰，说明存在酰氧基结构，在3451