[发明专利]一种有机硅基RAFT试剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种有机硅基RAFT试剂的制备方法，以巯丙基二甲氧基甲基硅烷、二硫化碳和二溴异丁酸甲酯为原料，在高极性溶剂和胺类有机碱催化剂的作用下，在常温常压下，通过亲电取代反应，再通过水洗减压蒸馏除去高极性溶剂制得RAFT试剂；以RAFT试剂、硅烷单体、六甲基二硅氧烷为原料，在低极性溶剂和酸或碱催化剂的作用下，在温度为40～90℃的常压下进行硅烷水解反应，最后除去酸水和低极性溶剂制得有机硅基RAFT试剂。利用有机硅基RAFT试剂制备的有机硅改性的丙烯酸酯防涂鸦乳液不仅具有耐玷污性、耐擦洗性和耐溶剂性等特性，而且还具有优异的耐热性、耐水性、抗氧化性等特性，可广泛应用于涂料、消泡剂、表面施胶剂等领域。

技术领域

本发明涉及一种有机硅基RAFT试剂的制备方法，属于精细化工化学品领域。

背景技术

自上世纪六十年代活性聚合概念提出以来，活性聚合不断取得进展，而RAFT聚合因其反应条件温和，可选择单体范围广，能够实现对分子结构及分子量的控制，被广泛地应用于乳液，溶液和悬浮等不同聚合体系中，因而受到了业内人士广泛的关注。RAFT试剂主要品种包括二硫代酯、三硫代碳酸酯、二硫代氨基甲酸酯和黄原酸酯四大类。目前国内市场常用的二硫代酯、三硫代碳酸酯、二硫代氨基甲酸酯和黄原酸酯的RAFT试剂因稳定性差、耐热性差、抗氧化性差、易水解、有机硅引入难等缺陷，导致此类RAFT试剂通过RAFT聚合制得的有机硅改性丙烯酸树脂及消泡剂有机硅引入量较低、有机硅单体难聚合、硅烷活性基团易产生自交联、挥发性有机物污染、涂料结块、表面张力大、消泡性能不佳、分散性差、施胶表面耐水性差等问题。因此，市场急需研发一种能够有效解决以上问题，能够提供反应活性、抗氧化性、耐水性、耐玷污性、耐擦洗性和耐溶剂性等性能，且能够应用于涂料、消泡剂、表面施胶剂等领域的RAFT试剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有机硅基RAFT试剂的制备方法，以开发一种能够有效解决RAFT聚合中涂料、消泡剂及表面施胶剂的合成中有机硅引入量较低、有机硅单体难聚合、硅烷活性基团易产生自交联、挥发性有机物污染、消泡性能不佳、分散性差、施胶表面耐水性差等问题，为有机硅改性丙烯酸树脂的制备提供更为有效的方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现，所述一种有机硅基RAFT试剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：在反应釜中加入6～8份巯丙基二甲氧基甲基硅烷，20～60份高极性溶剂和4～8份胺类有机碱催化剂，于常温常压条件下搅拌10～120分钟(搅拌速度200～600rpm)，之后加入6～8份二硫化碳，通过亲电取代反应，反应时间2～10小时，反应结束后，加入5～7份二溴异丁酸甲酯，通过亲电取代反应6～16小时，再经过水洗减压蒸馏除去高极性溶剂制得RAFT试剂；

步骤(2)：在反应釜中加入0.8～3份RAFT试剂、6～80份硅烷单体、0.5～2.4份六甲基二硅氧烷，在16～30份低极性溶剂、1～3份酸或碱催化剂、4～8份去离子水作用下，于40～90℃的常压条件下启动搅拌，并通过硅烷水解反应4～10小时，反应结束后，再通过层析除去酸水和低极性溶剂制得有机硅基RAFT试剂。

进一步地，步骤(1)中所述高极性溶剂为二甲亚砜、丙酮或甲醇中的一种。

进一步地，步骤(1)中所述的胺类有机碱催化剂为三乙胺、二乙胺或异丙胺中的一种。

进一步地，步骤(2)中所述的低极性溶剂为正己烷、甲苯或二甲苯中的一种。

进一步地，步骤(2)中所述的硅烷单体为二乙氧基二甲氧基硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、二甲基二氯硅烷中的一种。

进一步地，步骤(2)中所述的酸碱催化剂为浓盐酸、浓硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种。

进一步地，本发明所述的RAFT试剂结构式如下：

进一步地，本发明所述的有机硅基RAFT试剂结构式如下：