【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于錨固劑，具體涉及一種硅烷錨固劑及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、硅烷錨固劑主要應(yīng)用于有機(jī)硅壓敏膠、離型劑中，用于改善涂層對基材的粘接性，提高涂層的附著力，保護(hù)膠層以免膠層被污染或粘住其它物品而失效。
2、中國專利cn105295414a公開了一種錨固劑的制備方法，該方法將γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲苯硅烷或者γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙酰氧基硅烷，離子樹脂按照比例制備得到錨固劑。
3、中國專利cn106916309a公開了一種加成型有機(jī)硅壓敏膠用增粘劑，該方法將γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷，乙烯基三乙酰氧基硅烷，無水三氯化鋁按照比例加入反應(yīng)釜反應(yīng)后，抽真空，收集得到產(chǎn)品。
4、以上兩種方式得到的硅烷錨固劑，多為小分子結(jié)構(gòu)，由于體系中存在大量未參與反應(yīng)的甲氧基基團(tuán)，在使用過程中存在大量甲醇的釋放，對環(huán)境并不友好。
5、中國專利cn114196021a公開了一種錨固劑及其制備方法、應(yīng)用，該方法通過含乙烯基官能團(tuán)的端羥基聚硅氧烷以及有機(jī)硅氧烷單體，鋰類催化劑，及有機(jī)溶劑制備而成。
6、該專利采用的方式第一步水解采用堿性催化劑水解，反應(yīng)結(jié)束后，需要通過中和，除低沸，干燥，過濾的方式，得到端羥基聚硅氧烷，第二步還需要采用鋰類催化劑，同樣需要進(jìn)行中和，除低沸，干燥，過濾的方式，整個反應(yīng)過程較為復(fù)雜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本專利技術(shù)提供一種硅烷錨固劑及其
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取以下技術(shù)方案：
3、一種硅烷錨固劑，其結(jié)構(gòu)式如下式i所示：
4、
5、其中，n為整數(shù),1≤n≤10；
6、r1表示甲基、羥基、甲氧基或乙氧基；
7、r2表示氫、甲基或乙基；
8、r3表示γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基或β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基；
9、r4表示氫、甲基、乙酰氧基或
10、r5表示乙烯基、烯丙基、烯丁基。
11、優(yōu)選地，硅烷錨固劑的結(jié)構(gòu)式如下式ii所示：
12、
13、其中，ra表示羥基或甲氧基；r3與式i中相同；2≤n≤5。
14、本專利技術(shù)還提供上述硅烷錨固劑的制備方法，包括以下步驟：
15、(s1)將含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體與醇水溶液混合，在弱酸催化劑作用下發(fā)生水解縮聚反應(yīng)，得到含環(huán)氧基的硅烷低聚物；所述含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體與醇水溶液中水的摩爾比為1：(0.3～1.0)；
16、(s2)將含環(huán)氧基的硅烷低聚物與含烯基的酰氧基硅烷進(jìn)行共縮聚反應(yīng)，然后經(jīng)脫除低沸、過濾，得到硅烷錨固劑。
17、進(jìn)一步地，步驟(s1)中，所述含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體與醇水溶液液中水的摩爾比為1：(0.3～0.7)，優(yōu)選為1：(0.5～0.7)。含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體水解時，其部分烷氧基水解為硅羥基，然后硅羥基縮合產(chǎn)生水。水的用量太低，烷氧基水解的太少，則難以縮聚成低聚物；水的用量太高，烷氧基水解形成的硅羥基太多，則形成的低聚物的支化度太大，影響最終錨固劑的錨固作用；因此含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體與水的用量比要控制在上述范圍內(nèi)，以使烷氧基部分水解。
18、進(jìn)一步地，所述弱酸催化劑的用量為含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體的0.3～1.2wt％，優(yōu)選為0.4～0.8wt％。相對于堿性催化劑和鋰類催化劑，弱酸性催化劑可減少環(huán)氧基的開環(huán)，且無需處理可直接應(yīng)用到步驟(s2)中繼續(xù)作催化劑使用。
19、進(jìn)一步地，步驟(s1)中，所述含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體為γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷中的至少一種；優(yōu)選為γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷或β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷。
20、進(jìn)一步地，步驟(s1)中，所述醇水溶液中水的含量為10～20wt％，所述醇為甲醇或乙醇，所述水為去離子水。加入醇的目的是為了促進(jìn)水相與含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體更好地相容。
21、進(jìn)一步，步驟(s1)中，所述弱酸催化劑為無機(jī)弱酸、有機(jī)弱酸、弱酸性陽離子交換樹脂、強(qiáng)酸弱堿鹽中的至少一種，例如甲酸，醋酸，氯化鐵，氯化亞鐵，氯化銅，氯化銨；優(yōu)選為醋酸或弱酸性陽離子交換樹脂。
22、進(jìn)一步地，步驟(s1)中，所述水解縮聚反應(yīng)的條件為：溫度40～65℃，時間2～6h。
23、進(jìn)一步地，步驟(s1)中制得的所述含環(huán)氧基的硅烷低聚物的結(jié)構(gòu)式如下式iii所示：
24、
25、其中，n、r1、r2、r3與式i中相同。
26、進(jìn)一步地，步驟(s2)中，含環(huán)氧基的硅烷低聚物(以含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體計)與含烯基的酰氧基硅烷的摩爾比為1：(0.3～1)，優(yōu)選為1：(0.5～0.7)。共縮聚形成硅烷錨固劑后，其中的烯基可參與有機(jī)硅體系的加成反應(yīng)，與涂層牢固結(jié)合；環(huán)氧基團(tuán)與基材相互作用、緊密聯(lián)結(jié)；二者之間達(dá)到一定平衡才能發(fā)揮良好的錨固作用，因此環(huán)氧基的硅烷低聚物與含烯基的酰氧基硅烷的比例需控制上述范圍內(nèi)。
27、進(jìn)一步地，步驟(s2)中，所述含烯基的酰氧基硅烷為乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷、烯丙基三乙酰氧基硅烷、烯丁基三乙酰氧基硅烷中的至少一種；優(yōu)選為乙烯基三乙酰氧基硅烷，乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷。
28、進(jìn)一步地，步驟(s2)中，所述共縮聚條件為：溫度40～65℃，時間2～8h。
29、本專利技術(shù)還提供上述硅烷錨固劑在壓敏膠、離型劑領(lǐng)域的應(yīng)用；優(yōu)選地，硅烷錨固劑占壓敏膠或離型劑總質(zhì)量的1～3％。
30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果如下：
31、(1)本專利技術(shù)的錨固劑是側(cè)基含較多環(huán)氧基的硅烷類聚和物，為低支化、不過度交聯(lián)結(jié)構(gòu)，從而可發(fā)揮良好的錨固作用；同時高含量的環(huán)氧基團(tuán)可與基材相互作用、緊密聯(lián)結(jié)，進(jìn)一步促進(jìn)錨固作用的提高。
32、(2)本專利技術(shù)中先通過含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體的水解縮聚，將部分烷氧基水解為硅羥基，減少了體系中烷氧基的含量，應(yīng)用在壓敏膠或離型劑中時可以提高其與基材的粘結(jié)性能。
33、(3)本專利技術(shù)的錨固劑是含環(huán)氧基的硅烷低聚物與含烯基的酰氧基硅烷縮聚形成的聚和物，不同于物理共混，其環(huán)氧基和烯基均在聚合物的分子鏈中，因此本專利技術(shù)的硅烷本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種硅烷錨固劑，其特征在于，其結(jié)構(gòu)式如下式I所示：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷錨固劑，其特征在于，其結(jié)構(gòu)式如下式II所示：
3.權(quán)利要求1或2所述的硅烷錨固劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(S1)中，所述含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體與醇水溶液液中水的摩爾比為1：(0.3～0.7)，優(yōu)選為1：(0.5～0.7)；所述弱酸催化劑的用量為含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體的0.3～1.2wt％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(S1)中，所述含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體為γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷中的至少一種；優(yōu)選為γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷或β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(S1)中，所述醇水溶液中水的含量為10～20wt％，所述醇為甲醇或乙醇，所述水為去離子水；和/或
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(S1)中制得的所述含環(huán)氧基的硅烷低聚物的結(jié)構(gòu)如下式III所示：
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(S2)中，含環(huán)氧基的硅烷低聚物(以含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體計)與含烯基的酰氧基硅烷的摩爾比為1：(0.3～1)，優(yōu)選為1：(0.5～0.7)；所述含烯基的酰氧基硅烷為乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷、烯丙基三乙酰氧基硅烷、烯丁基三乙酰氧基硅烷中的至少一種；優(yōu)選為乙烯基三乙酰氧基硅烷，乙烯基甲基二乙酰氧基硅烷。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(S2)中，所述共縮聚條件為：溫度40～65℃，時間2～8h。
10.權(quán)利要求1或2所述的硅烷錨固劑在壓敏膠、離型劑領(lǐng)域的應(yīng)用；優(yōu)選地，硅烷錨固劑占壓敏膠或離型劑總質(zhì)量的1～3％。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種硅烷錨固劑，其特征在于，其結(jié)構(gòu)式如下式i所示：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅烷錨固劑，其特征在于，其結(jié)構(gòu)式如下式ii所示：
3.權(quán)利要求1或2所述的硅烷錨固劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(s1)中，所述含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體與醇水溶液液中水的摩爾比為1：(0.3～0.7)，優(yōu)選為1：(0.5～0.7)；所述弱酸催化劑的用量為含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體的0.3～1.2wt％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟(s1)中，所述含環(huán)氧基的烷氧基硅烷單體為γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三乙氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基甲基二乙氧基硅烷、β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-環(huán)氧環(huán)己基)乙基三乙氧基硅烷中的至少一種；優(yōu)選為γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-(2,3-環(huán)氧丙氧)丙基甲基二甲氧基硅烷或β-(3,4...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李釗，鄧定邦，陳貴榮，謝榮斌，呂玉霞，吳超波，李海濤，
申請(專利權(quán))人：江西藍(lán)星星火有機(jī)硅有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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