[发明专利]双键官能化α-胺基三乙氧基硅烷在交联或改性中的应用

说明书

本发明涉及一种双键官能化α‑胺基三乙氧基硅烷在交联或改性中的应用，双键官能化α‑胺基三乙氧基硅烷在交联或改性中的应用，a、作为室温硫化硅橡胶的交联剂使用，加快交联固化时间；b、作为偶联剂对无机材料进行改性，提高材料与有机物质的相容性；c、对SiO₂表面进行修饰，提高对SiO₂羟基的反应率；d、对无机基底材料表面进行改性，改变无机基底材料表面的亲疏水性。本发明的应用，官能化α‑胺基三乙氧基硅烷可与羟基硅油快速交联，同时，其亦可作为偶联剂，用于玻璃、金属、无机填料等的改性领域，以改良这些材料与有机物质的相容性。其应用的最大优势，就是其可以在无催化剂、室温条件下快速与羟基基团水解交联，并引入官能化基团结构。

技术领域

本发明涉及双键官能化α-胺基三乙氧基硅烷在交联或改性中的应用，属于有机硅应用领域。

背景技术

室温硫化硅橡胶按包装储存形式分为单组分和双组分，按固化反应机理可分为加成型和缩合型两类；单组分室温硫化硅橡胶的交联剂是含可水解性基团的多官能性硅烷化合物，通式为R_4-nSiY_n，其中n＝3或n＝4，R为碳官能基，Y为可水解性基团；其在单组分室温硫化硅橡胶中起固化交联的作用。但是，这类交联剂多为只含一个硅原子的小分子，品种单一，所制备的室温硫化硅橡胶的某些力学性能不尽人意。

按照硅橡胶交联时脱除的小分子物不同，可将硅橡胶交联反应大致分为脱羧酸型，脱酮肟型，脱醇型，脱胺型，脱酰胺型，脱丙酮型及脱羟胺型。交联反应中脱除的小分子物不同，水解速度不同，且不同型号硅橡胶性质和用途也不同。其中，普通γ型硅烷交联剂室温硫化硅橡胶固化速度较慢，还需要加入催化剂加快其固化速度；常用的催化剂有有机锡化合物(如二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡)、氨基硅烷等；而有机锡化合物具有一定毒性，并且由于催化剂加入后难以在胶料中充分混合均匀而出现局部凝胶化，导致交联反应不够完全。

基底的改性广泛应用于生物研究、医药研究、芯片制造等行业。通常情况下，基底的材料为无机材料，如玻璃、硅、金属(如不锈钢、铝等)、陶瓷(如Al2O3、ZrO2、Si3N4等)，而需要在基底表面附着的却是有机分子，如医药分子、生物有机分子等。由于绝大部分有机分子很难附着于无机材料表面，因此基底的表面改性必不可少，以提高有机分子在其表面的吸附能力。基底的改性目前常用的方法为浸泡法，但目前浸泡法使用的改性剂成本高、改性时间长、效率低、浪费严重。无机基底的表面改性亟待开发新的工艺。

有机硅单体是有机硅工业发展的基础，在直接法合成甲基氯硅烷的过程中，除了主要产物二甲基二氯硅烷外，甲基三氯硅烷是主要副产物，约占总产物的5％～15％，比例相当大。我国有机硅产业发展迅猛异常，截止2018年底，国内甲基氯硅烷总产能已超过300万吨/年，甲基三氯硅烷也相应的大量积压，为生态环境建设和经济可持续发展带来一定阻碍，开发甲基三氯硅烷新的有效利用方法，开发有机硅新材料，实现有机硅单体的循环利用，不仅具有重要的科学意义，而且具有重要的实用价值。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种双键官能化α-胺基三乙氧基硅烷在交联或表面修饰中的应用。

本发明是通过如下技术方案实现的：

双键官能化α-胺基三乙氧基硅烷在交联或改性中的应用，应用方法包括下列方法之一：

a、作为室温硫化硅橡胶的交联剂使用，加快交联固化时间；

b、作为偶联剂对无机材料进行改性，提高材料与有机物质的相容性；

c、对SiO₂表面进行修饰，提高对SiO₂羟基的反应率；

d、对无机基底材料表面进行改性，改变无机基底材料表面的亲疏水性。

根据本发明优选的，双键官能化α-胺基三乙氧基硅烷，具有如下式I所示结构：