[发明专利]螯合型钛酸酯偶联剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种螯合型钛酸酯偶联剂及其制备方法，其特征在于，该螯合型钛酸酯偶联剂具有式(Ⅰ)所示的化学结构式：其中，R₁为‑CH₂‑或R₂为烷基。本发明提供的螯合型钛酸酯偶联剂，通过螯合剂形成多元环有机钛化合物，具有很高的水解稳定性，可用于水性涂料等产品中；本发明的偶联剂还能够提高水性涂料形成的涂层的柔韧性和附着力，可提升水性涂料产品的综合性能。

技术领域

本发明涉及偶联剂领域，特别涉及一种螯合型钛酸酯偶联剂及其制备方 法。

背景技术

钛酸酯偶联剂可广泛应用于涂料行业、橡胶行业、颜料行业等，能够提 升产品的质量。由于钛的特殊结构，因而有多种独特的功能，且钛是在地壳 中分布量占第四位的金属元素，我国储量丰富，钛酸酯偶联剂具有广阔的应 用前景。为减小环境污染，涂料行业已开发了大量水溶性溶剂代替原来的油 溶性溶剂，偶联剂应用在涂料中，能够起到增大颜料填料量、提高分散性能、 提高防沉性能等作用。其中，钛酸酯偶联剂可用于涂料中，但传统的钛酸酯 偶联剂易水解，在水中稳定性差，导致丧失其偶联剂功能，限制了钛酸酯偶 联剂的应用。

所以，现在有必要提供一种性能更加可靠的钛酸酯偶联剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种 螯合型钛酸酯偶联剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种螯合型钛酸酯偶 联剂，其具有式(Ⅰ)所示的化学结构式：

其中，R₁为-CH₂-或R₂为烷基。

优选的是，该螯合型钛酸酯偶联剂的制备方法为：

1)制备焦磷酸烷基酯；

2)制备钛酸酯偶联剂中间体：将钛酸酯加入到带有冷凝回流和搅拌棒的 三口烧瓶中，在室温下边搅拌边滴加螯合剂，然后继续滴加焦磷酸烷基酯， 在75-85℃下反应1.5-4小时，制得钛酸酯偶联剂中间体；

3)在室温下，向将步骤2)制得的钛酸酯偶联剂中间体中滴加三乙醇胺， 反应0.5-1.5小时后，再滴加去离子水，继续反应10-60分钟，得到所述螯合 型钛酸酯偶联剂。

优选的是，其中的螯合剂为丙二醇，或者为丙烯酸和乳酸的组合。

优选的是，其中，R₂为-C₈H₁₇。

优选的是，其中，螯合剂为丙二醇，该螯合型钛酸酯偶联剂的结构式如 下式(Ⅱ)所示：

优选的是，该螯合型钛酸酯偶联剂的制备方法为：

1)制备焦磷酸烷基酯；

将2-乙基己醇和溶剂加入到三口烧瓶中，加入甲基次磷酸乙酯，再加入 五氧化二磷，再45-60℃下反应1-3小时，减压蒸馏除去溶剂，得到焦磷酸烷 基酯；

2)制备钛酸酯偶联剂中间体：将钛酸酯加入到带有冷凝回流和搅拌棒的 三口烧瓶中，在室温下边搅拌边滴加丙二醇，然后继续滴加焦磷酸烷基酯， 在75-85℃下反应1.5-4小时，减压蒸馏除去反应副产物，制得钛酸酯偶联剂 中间体；

3)在室温下，向将步骤2)制得的钛酸酯偶联剂中间体中滴加三乙醇胺， 反应0.5-1.5小时后，再滴加去离子水，继续反应10-60分钟，得到所述螯合 型钛酸酯偶联剂。

优选的是，其中，螯合剂为丙烯酸和乳酸的组合，该螯合型钛酸酯偶联 剂的结构式如下式(Ⅲ)所示：