[发明专利]一类含苯骈噻唑结构的硅烷及其制备方法

说明书

本发明属于有机硅烷技术领域，尤其涉及一类含苯骈噻唑结构的硅烷及其制备方法。本发明的含苯骈噻唑结构的硅烷提供了更多的反应性硅烷氧基，对于材料的界面处理更加高效；与大多聚合物材料具有很好的相容性，当采用环氧烃基硅烷类制备方法时，由于引入了环氧烃基的脂肪链，将进一步提高产物在聚合物材料改性过程中的适用性；直接采用无溶剂工艺，绿色环保；本发明产物含有N、S元素，对于提高材料的界面粘结性质、调整橡胶硫化性质等均有一定的效果；本发明的产物在涂料/油漆中涉及到的颜料/填料分散处理、各种无机粉末/纤维材料的表面处理、塑料的功能化改性及其增强交联、橡胶填料补强时的界面处理、增粘等方面均具有显著的益处。

技术领域

本发明属于有机硅烷技术领域，尤其涉及一类含苯骈噻唑结构的硅烷及其制备方法。

背景技术

硅烷可与多种有机和无机材料发生反应，由于其独特的结构和性能，已被公认可在各领域中作为偶联剂、交联剂、表面与界面改性剂等应用，且呈日益增长的趋势。从界面增粘到粘合剂，从油漆到涂料，从交联聚烯烃到树脂基玻纤增强复合，以及白炭黑补强轮胎等领域，硅烷类化合物的应用都起到了十分重要的作用。

随着各种有机硅功能化的硅烷以及硅烷偶联剂的持续开发，到目前为止已经商品化的硅烷和硅烷偶联剂不下40种，主要作用和用途十分广泛。在粘结材料中作为增粘组分可显著提高粘结强度，在增强纤维的界面处理可提高材料界面的胶接强度，在橡胶基复合材用作界面处理剂可显著提高剥离强度，以及无机材料表面处理可显著提高其与有机聚合物的相容性等。

申请公开号分别为CN101445620A、CN103923115A、CN102344462A以及CN104045664A的中国专利公开了几种多功能硅烷类助剂，它们集增塑、分散、促进、补强多种功能为一体，其结构见通式IⅡⅢⅣ，其中通式ⅡⅢⅣ的硅烷具有较低的挥发性。

通式I、Ⅱ分子中硅原子上仅含有一个或两个烷氧基，烷氧基含量低；通式Ⅲ、Ⅳ分子中硅原子上连接的两个长链烷氧基,反应活性低。因此，采用此类多功能硅烷助剂进行材料表面处理或胶料硫化时，在赋予材料具有苯骈噻唑硫基硅烷基结构的同时，也存在与白炭黑、粘土、碳酸钙、埃洛石、氢氧化镁等填料的表面羟基反应效率低、活性低的不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一类含苯骈噻唑结构的硅烷，苯骈噻唑母体上含有较多的取代烃基和硅烷氧基结构，在进行白炭黑、硅酸盐、碳酸盐等填料的表面处理时具有更高的效率，还可提高其与聚合物相的相容性。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一类含苯骈噻唑结构的硅烷，其结构通式如下：

其中，R₁为C₁-C₈的烃基或取代烃基；

R₂为甲基或乙基；

R₃、R₄各自独立地为H或C₁-C₄烃基；

Y为-S-或-NH-。

优选地，R₁为亚甲基、亚乙基、亚丙基、羟基取代的丙氧基丙基-CH₂-CH(OH)-CH₂-O-(CH₂)₃-或羟基取代的环己烷基-乙基

R₃、R₄各自独立地为H或甲基。

本发明的第二个目的在于提供上述含苯骈噻唑结构的硅烷制备方法，将苯骈噻唑类单体与氯代烃基硅烷进行脱除氯化氢反应，或将苯骈噻唑类单体与环氧烃基硅烷进行环氧开环反应制得。