[发明专利]一种含二苯砜基氨基硅烷偶联剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含二苯砜基氨基硅烷偶联剂及其制备方法，属于有机合成领域。

背景技术

控制界面相的化学结构对优化复合材料的力学性能、电气性能、耐磨性能等具有非常重要的作用。目前，控制界面相最常用的方法就是使用不同化学结构的偶联剂。

现有的偶联剂品种非常繁多，仅已知结构的硅烷偶联剂就有百余种之多。氨基硅烷偶联剂是最常用的硅烷偶联剂之一，据其氨基含有数量可分为单氨基、双氨基、三氨基以及多氨基。最常用的氨基硅烷偶联剂是γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

中国专利CN1182088A报道了一种氨基硅烷偶联剂。它的生产方法为先由含氢氯硅烷与不饱和卤烃反应制得卤烷基氯硅烷再经醇化、氨化后制得本产品。中国专利CN200510061667.3报道了一种含氰基和仲氨基的硅烷偶联剂。它是由1-2摩尔丙烯腈与1摩尔的氨基硅烷加成反应制得的。上述的偶联剂主要在于提高复合材料的力学性能，而不能改善复合材料的介电性能。而介电性能是透波材料一项重要的指标，低的介电常数和介电损耗可以提高复合材料的透波率，从而提高天线罩、雷达罩的传输功能。当复合材料的树脂基体和增强材料确定后，界面相的结构是决定复合材料介电性能主要因素。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种含二苯砜基氨基硅烷偶联剂及其制备方法。

技术方案

本发明的技术特征在于：以4，4-二氨基二苯砜和γ-氯丙基类硅烷为原料，以二甲基甲酰胺为溶剂，具有下述分子结构：

其中R¹、R²为相同或不同的1-6个碳原子的直链或支链烷基。

所述的4，4’-二氨基二苯砜∶γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷为1～8∶1摩尔比，溶剂的用量为4，4’-二氨基二苯砜的2～5倍。

一种制备含二苯砜基氨基硅烷偶联剂的方法，其特征在于：采用如下步骤来制备：

a)向三口烧瓶中依次加入溶剂二甲基甲酰胺和原料4，4’-二氨基二苯砜，搅拌，待4，4’-二氨基二苯砜完全溶解后，通入氮气；

b)缓慢加热至100～150℃，滴入一定量的γ-氯丙基类硅烷；

c)滴加完后在合适的温度下再回流5～15h，减压蒸馏，除去溶剂即可。

反应过程中要用到的仪器置于烘箱内充分干燥。

反应中，当4，4’-二氨基二苯砜加入到溶剂中后，γ-氯丙基类硅烷采用滴加的方式加入到反应体系中，可以防止副反应的发生，以保证体系中4，4’-二氨基二苯砜过量。

有益效果

该偶联剂分子结构中含有二苯砜基，由于诱导效应和共轭效应，降低了氨基的极性和反应活性，使得该偶联剂具有低的介电损耗正切值。当该偶联剂用于玻璃纤维增强的环氧树脂或氰酸酯树脂等热固性树脂复合材料时，可提高该类复合材料的介电性能，提高天线罩、雷达罩等透波复合材料的透波率和传输功能。另外，产品中过量的4，4’-二氨基二苯砜可不分离，因为它本身就是环氧树脂优良的固化剂或氰酸酯树脂的催化剂。这样，可简化制备工艺制备。

附图说明

图1：为该偶联剂的红外光谱图

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步描述：

实施实例1

首先将反应过程中要用到的仪器置于烘箱内充分干燥。然后，向三口烧瓶中依次加入溶剂二甲基甲酰胺和0.2mol的4，4’-二氨基二苯砜，搅拌，待4，4’-二氨基二苯砜完全溶解后，通入氮气，缓慢加热至100～150℃，滴入0.1mol的γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷，滴加完后在150℃下再反应10h，减压蒸馏，除去溶剂，得黄色粘稠液体。

实施实例2

首先将反应过程中要用到的仪器置于烘箱内充分干燥。然后，向三口烧瓶中依次加入溶剂二甲基甲酰胺和0.3mol的4，4’-二氨基二苯砜，搅拌，待4，4’-二氨基二苯砜完全溶解后，通入氮气，缓慢加热至100～150℃，滴入0.1mol的γ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷，滴加完后在150℃下再反应15h，减压蒸馏，除去溶剂，得黄色粘稠液体。

实施实例3