[发明专利]双亲偶联剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工助剂，特别涉及一种双亲偶联剂，还涉及该双亲偶联 剂的制备方法。

背景技术

无机或有机粉体填充改性的热塑性塑料是一种重要的复合材料，有着广泛 的用途。决定这种复合材料性能的一个重要因素是粉体与树脂基体的相容性和 界面结合状况。为改善粉体与树脂基体之间的相容性，通常采用传统偶联剂如 钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂和硅烷偶联剂等对粉体进行表面改性，但传统偶 联剂在应用时都存在如下问题：当粉体含水量较高或羟基含量较高时(大量的 羟基可形成分子间氢键或分子内氢键，具有吸水性，吸湿率可达8％～12％)，偶 联剂会逐渐发生水解，从而使改性粉体与树脂基体之间的相容性变差，导致下 游产品出现气泡、花痕、晶点等疵病，甚至出现机械强度等物理指标的严重下 滑。而先将粉体进行烘干处理使其含水量降至0.5％以下后再进行改性，则使工 艺流程延长，能耗增加。

发明内容

有鉴于此，为解决传统偶联剂对高含水量或高羟基含量粉体改性效果不理 想的难题，本发明的目的之一在于提供一种双亲偶联剂，具有可直接改性高含 水量或高羟基含量粉体的特点，无需在改性前对粉体进行苛刻的烘干处理，可 简化粉体改性的生产工艺，缩短工艺流程，节约投资，节省人力和能耗，降低 生产成本，减少环境污染。本发明的目的之二在于提供一种所述双亲偶联剂的 制备方法，操作简便，适合工业化大规模生产。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

1、双亲偶联剂，按质量百分比计含有以下组分：铝酸酯偶联剂25～30％、 脂肪酸34～38％和表面活性剂9～14％。

进一步，所述铝酸酯偶联剂具有以下通式：

式中，R¹和R²独立地为-OCOR⁴、-OSO₂R⁵或-OPO(OR⁶)₂，R⁴、R⁵和R⁶独立地 为C₃～C₂₁烷基、C₃～C₂₁环烷基、C₂～C₂₁烯基或被C₇～C₂₁烷基取代的苯基；R³为 具有孤电子对氮原子的有机胺类化合物；

进一步，R³为十八伯胺、邻苯二胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺或芥酸酰胺；

进一步，R⁴为异庚基、C₇～C₂₁环烷基、乙烯基、8-十七烯基或12-二十一烯 基；R⁵为十二烷基苯基；R⁶为异辛基；

进一步，所述脂肪酸为月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和芥酸中的一 种或多种；

进一步，所述表面活性剂为单硬脂酸甘油酯、聚甘油单硬脂酸酯、山梨醇 酐单脂肪酸酯、山梨醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯和聚氧乙 烯山梨醇酐单油酸酯中的一种或多种。

2、所述双亲偶联剂的制备方法，包括以下步骤：在占双亲偶联剂计划产量 质量百分比21～25％的惰性有机溶剂中，加入三烷氧基铝，搅拌并加热使之完全 溶解，加入具有孤电子对氮原子的有机胺类化合物，再加入与三烷氧基铝摩尔 比为3∶1的脂肪酸，在温度为125～130℃搅拌反应0.5～1.5小时，同时减压蒸馏 除去低沸点副产物，即得占双亲偶联剂计划产量质量百分比25～30％的铝酸酯偶 联剂；向所得铝酸酯偶联剂中加入占双亲偶联剂计划产量质量百分比34～38％的 脂肪酸，搅拌使之完全溶解，再加入占双亲偶联剂计划产量质量百分比9～14％ 的表面活性剂，在温度为115～120℃搅拌反应1小时，冷却至室温，即得双亲偶 联剂。

进一步，所述惰性有机溶剂选自液体石蜡、溶剂油、二甲苯和环己烷中的 一种或多种；

进一步，所述三烷氧基铝为三异丙氧基铝；所述具有孤电子对氮原子的有 机胺类化合物为十八伯胺、邻苯二胺、硬脂酸酰胺、油酸酰胺或芥酸酰胺；所 述脂肪酸选自月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和芥酸中的一种或多种；