一种过氧化硅烷偶联剂及其制备方法
【专利摘要】一种过氧化硅烷偶联剂及其制备方法，本发明涉及硅烷偶联剂及其制备方法。本发明是要解决现有的硅烷偶联剂功能单一，用于无机粒子改性聚合物时，要进行包覆和聚合两步反应的技术问题。本发明的一种过氧化硅烷偶联剂为γ-叔丁基过氧丙基三甲氧基硅烷偶联剂，其结构式为：制备方法：一、制备过氧化叔丁醇钠；二、过氧化叔丁醇钠与3-氯丙基三甲氧基硅烷反应；三、洗涤去除生成物中混杂的过氧化叔丁醇钠和氯化钠及甲苯；四、以正己烷与乙酸乙酯混合溶液作为萃取剂萃取后，低温储藏，过滤，旋蒸，得到过氧化硅烷偶联剂。该偶联剂的一端为可水解的甲氧基团，另一端为可引发聚合的过氧基团，可用于无机粒子表面改性和接枝聚合物的联合反应中。
【专利说明】一种过氧化硅烷偶联剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及硅烷偶联剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 硅烷偶联剂是由硅氯仿（HSiCl3)和带有反应性基团的不饱和烯烃在伯氯酸催化 下加成，再经醇解而得。近年来，高分子材料助剂硅烷偶联剂包覆无机粒子的应用越来越广 泛，通过使用硅烷偶联剂，可在无机物质和有机物质的界面之间架起"分子桥"，把两种性质 悬殊的材料连接在一起提高复合材料的性能和增加粘接强度的作用。
[0003] 目前，无机粒子表面改性和接枝聚合物联合应用对聚合物基体的改性取得良好的 成效。为了在无机材料表面接枝聚合高聚物，通常先用含有乙烯基和环氧基的偶联剂对无 机材料经行表面处理，引入不饱和碳碳双键或者环氧基团，然后在此基础上引发剂进而引 发聚合高聚物。利用偶联剂包覆无机粒子的同时在其表面接枝聚合物，大大的提高了无机 粒子与聚合物基体的相容性，同时也提高了其综合性能。但现有的硅烷偶联剂只能对无机 粒子表面进行改性，另一端单体的聚合仍需要再次添加引发剂引发聚合，功能单一。
【发明内容】
[0004] 本发明是要解决现有的硅烷偶联剂功能单一，用于无机粒子改性聚合物时，还需 要加入引发剂才能实现聚合高聚物的问题，而提供一种过氧化硅烷偶联剂及其制备方法。
[0005] 本发明的一种过氧化娃烧偶联剂为Y _叔丁基过氧丙基二甲氧基娃烧偶联剂，其 结构式为：
[0006]
【权利要求】
1. 一种过氧化硅烷偶联剂，其特征在于该偶联剂为Y-叔丁基过氧丙基三甲氧基硅 烷，其结构式为：
2. 制备权利要求1所述的一种过氧化硅烷偶联剂的方法，其特征在于该方法按以下步 骤进行： 一、 将过氧化叔丁醇与金属钠或氢氧化钠按摩尔比（1?10) :1在容器内混合后放入 反应釜中，用氮气保护，在温度低于5°C的条件下搅拌反应4h?6h，过滤后，将固相物用三 氯甲烷洗涤，然后放在温度为30?40°C的真空干燥箱干燥30?60min，得到过氧化叔丁醇 钠； 二、 将步骤一得到的过氧化叔丁醇钠与3-氯丙基三甲氧基硅烷按摩尔比（1-10) :1的 比例溶于溶剂中，再将得到的溶液放入反应釜中，用氮气保护，在温度为〇°C?30°C的条件 下，搅拌反应5h?24h;所述的溶剂为水、甲苯或三氯甲烷； 三、 反应结束后，去除产物中未反应的反应物、反应后产生的副产物和溶剂，得到粗产 品； 四、 按正己烷与乙酸乙酯的体积比为2:1配制萃取剂，将萃取剂加入到粗产品中，低温 储藏2?IOh后，过滤，将萃取液旋蒸，得到Y-叔丁基过氧丙基三甲氧基硅烷。
3. 根据权利要求2所述的一种过氧化硅烷偶联剂的制备方法，其特征在于步骤一中过 氧化叔丁醇与金属钠或氢氧化钠的摩尔比（5?8) :1。
4. 根据权利要求2或3所述的一种过氧化硅烷偶联剂的制备方法，其特征在于步骤一 中在氮气保护下，在温度为〇?4°C的条件下搅拌反应4. 5h?5. 5h。
5. 根据权利要求2或3所述的一种过氧化硅烷偶联剂的制备方法，其特征在于步骤二 中过氧化叔丁醇钠与3-氯丙基三甲氧基硅烷的摩尔比为（2?5) :1。
6. 根据权利要求2或3所述的一种过氧化硅烷偶联剂的制备方法，其特征在于步骤二 中在氮气保护下，在温度为2°C?15°C的条件下，搅拌反应8h?15h。
7. 根据权利要求2或3所述的一种过氧化硅烷偶联剂的制备方法，其特征在于具步骤 四中低温储藏时的温度为〇?5°C。
8. 根据权利要求2或3所述的一种过氧化硅烷偶联剂的制备方法，其特征在于步骤 二中的溶剂为甲苯，步骤三中去除产物中未反应的反应物、反应后产生的副产物和溶剂 的操作如下：向产物中加入足量10%氢氧化钠水溶液，搅拌混合后分层，将下层的水相 去除后，得到上层的有机相溶液；再向有机相溶液中加入甲醇，使甲苯与甲醇的体积比为 27. 5:72. 5,混合均匀后，利用旋转蒸发仪在35°C，26kPa时加热进行共沸去除甲苯。
9. 根据权利要求2或3所述的一种过氧化硅烷偶联剂的制备方法，其特征在于步骤二 中的溶剂为水，步骤三中去除产物中未反应的反应物、反应后产生的副产物和溶剂的操作 如下：向产物中加入足量10%氢氧化钠水溶液，搅拌混合后分层，将下层的水相去除后，得 到上层的有机相溶液；再向有机相溶液中加入三氯甲烷，混合后将三氯甲烷提液层分离出 来，利用旋转蒸发仪在35°C，26kPa下加热除去三氯甲烷。
10. 根据权利要求2或3所述的一种过氧化硅烷偶联剂的制备方法，其特征在于步骤二 中的溶剂为三氯甲烷，步骤三中去除产物中未反应的反应物、反应后产生的副产物和溶剂 的操作如下：向产物中加入足量10%氢氧化钠水溶液，搅拌混合后分层，将下层的水相去 除后，得到上层的有机相溶液，利用旋转蒸发仪在35°C，26kPa下加热除去有机相溶液中的 三氯甲烷。
【文档编号】C07F7/18GK104311592SQ201410471385
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】王雅珍, 何子健, 马立群, 藏雨, 孙兆洋 申请人:齐齐哈尔大学