2602-34-8 / 3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷

【背景及概述】^[1][2]

有機硅化合物及由其制得的有機硅材料，品種眾多，性能優異，并已在工農業生產、新興技術、國防軍工等領域獲得廣泛的應用。而硅氫加成反應是有機硅化學中生成 Si-C 鍵最重要的方法之一，通過硅氫加成反應可以合成許多含有機官能團的有機硅單體和聚合物。硅烷偶聯劑是一類具有特殊結構的低分子有機硅化合物，其通式為 RSiX₃，式中 R 代表氨基、巰基乙烯基、環氧基、氯丙基、氰基，甲基丙烯酰氧基等基團，這些基團和不同的基體樹脂均具有較強的反應能力，X 代表能夠水解的基團，如鹵素、烷氧基、酰氧基等。因此，硅烷偶聯劑既能與無機物中的羥基又能與有機聚合物中的長分子鏈相互作用，從而使兩種不同性質的材料偶聯起來， 達到改善生物材料的性能的目的。

3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷，分子式C₁₂H₂₆O₅Si，分子量278.41700，logP 1.84030，PSA 49.45000，無色透明液體，密度1.004，熔點<-50ºC；沸點303.6ºC at 760 mmHg，閃點110.9ºC，折射率1.427，蒸汽壓0.00166mmHg at 25°C。

如果吸入3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷，請將患者移到新鮮空氣處；如果皮膚接觸，應脫去污染的衣著，用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚，如有不適感，就醫；如果眼晴接觸，應分開眼瞼，用流動清水或生理鹽水沖洗，并立即就醫；如果食入，立即漱口，禁止催吐，應立即就醫。對保護施救者的忠告如下：將患者轉移到安全的場所，咨詢醫生，如果條件允許請出示此化學品安全技術說明書給到現場的醫生看。若泄露，小量泄漏盡可能將泄漏液體收集在可密閉的容器中，用沙土、活性炭或其它惰性材料吸收，并轉移至安全場所，禁止沖入下水道；若大量泄漏，構筑圍堤或挖坑收容，封閉排水管道，用泡沫覆蓋，抑制蒸發，用防爆泵轉移至槽車或專用收集器內，回收或運至廢物處理場所處置。

【結構】

【合成】^[3]

以Pt/C-3為催化劑，在催化劑制備pH值為9左右，反應溫度83℃，反應時間1.5h，催化劑用量1.44×10-2mmolPt，加料方式為三甲氧基硅烷向3-烯丙基縮水甘油醚中滴加條件下，可以得到最高產物收率為97.4%。

【應用】^[4][5]

1. 3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷一種紡織品用防干污劑，其組分按質量百分比包括：5-45％3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、5-45％3-縮水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、0-50％的乙醇，其余為鹽酸水溶液。

制備方法包括：將3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷、3-縮水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷和乙醇攪拌混合，混合均勻后，在攪拌下加入鹽酸水溶液，在室溫下攪拌1-5小時，陳化12-36 小時，即得。選用篩選過的原料制備溶膠整理液，對紡織品進行熱處理，可在纖維的內外表面形成凝膠粒子薄膜達到防干污的目的；選用篩選過的原料制備溶膠，采用浸軋這一適合紡織品的整理方法，只需對紡織品進行100-180℃的熱處理，可在纖維的內外表面形成凝膠粒子薄膜達到防干污的目的。

有益效果：

1）本發明的干污劑和纖維有很強的結合力，具有優良的防干污性能；

2）本發明的防干污劑合成簡單、成本低廉，環保節能；

3）本發明的焙烘溫度低，只需要在100-180℃焙烘，比溶膠凝膠工藝的焙烘溫度低 200-600℃，采用傳統的紡織后整理工藝，操作簡單，設備易得。

2. 一種用于高壓油管的超疏水型耐油耐腐蝕材料，包括：丁二烯（聚合級）20-28，環烷油10-19，環烷酸鎳3-5，三異丁基鋁4-8，三氟化硼乙醚絡合物3-7，辛醛2-5，聚己內酯二元醇2-4，石墨1-3，抗氧劑TNP 0.5-1.5，紫外線吸收劑UV-9 0.1-0.2，甲苯二異氰酸酯1-2，二甲硫基甲苯二胺1-2，多壁碳納米管1-3，二甲基甲酰胺1- 2，乙二胺1-2，十二烷基苯磺酸鈉3-5，四氯化硅1-2，雙環戊二烯樹脂3-5，尼龍5-9，叔丁醇鉀0.2-0.5，二環己基-18-冠醚-6 0.1-0.2，3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷1-1.5，SiCl41-2，SOCl2、四氫呋喃、乙醇、環己烷、甲醇、甲苯適量。制備方法按以下步驟進行：

1）將聚己內酯二元醇和石墨混合攪拌1-2h，升溫到100-140℃真空脫水1-2h，降溫至 40-50℃后，快速攪拌下加入抗氧劑TNP、紫外線吸收劑UV-9、甲苯二異氰酸酯，在70-90℃下 反應1-3h，真空脫泡1-2h，再加熱至80-90℃，加入二甲硫基甲苯二胺，迅速攪拌均勻，將混 合物置于105-115℃，預熱、凝膠；

2）向多壁碳納米管中以20:1-2加入SOCl₂和二甲基甲酰胺，于60-90℃的水浴中恒溫 加熱攪拌2-4h，與乙二胺混合，在恒溫130-170℃油浴下攪拌1-2h，用四氫呋喃和乙醇洗滌 3-5次，過濾，將濾餅在70-90℃下真空干燥2-5h后，待用；

3）將十二烷基苯磺酸鈉、環烷酸鎳、三異丁基鋁混合，于50-90℃恒溫加熱磁力攪拌， 反應2-3h后，加入三氟化硼乙醚絡合物、辛醛、四氯化硅進行偶聯1-2h，用乙醇洗滌3-5次， 過濾，將產物先于通風櫥中風干，再置于50-80℃的真空干燥箱中，干燥至恒重；

4）將丁二烯與環烷油混合，加入雙環戊二烯樹脂的環己烷溶液，放入恒溫水浴，加熱 至聚合溫度70-90℃，用針管將c中配制好的催化劑加入其中，攪拌使其充分混勻，溫度穩定 為60-80℃攪拌2-4h充油完成，再將充油順丁橡膠膠液經水蒸氣凝聚后，在110-140℃滾筒上滾干；

5）氮氣氛圍下，向尼龍、叔丁醇鉀、二環己基-18-冠醚-6的混合物中，加入四氫呋喃， 室溫下攪拌1-2h，加3-縮水甘油醚氧基丙基三乙氧基硅烷，50-80℃下反應3-5h后，取出樣 品用四氫呋喃、甲醇沖洗后，放入SiCl4的無水甲苯溶液中反應5-20min，以交聯固定吸附上 的納米硅球；

6）將1）、2）、4）、5）中所得物料混合均勻，加入雙螺桿擠出機內，于230-260℃、50-120r/min 熔融共混，擠出造粒，即得到一種用于高壓油管的超疏水型耐油耐腐蝕材料。

有益效果如下：

1）以聚己內酯二元醇、甲苯二異氰酸酯和二甲硫基甲苯二胺為原材料，以石墨為填料，通過預聚體法制備了耐水解聚氨酯彈性體，石墨與聚氨酯基體發生了插層聚合且在基體中的分散性良好，復合材料具有優異的耐磨、耐油、耐撕裂、回彈力好、耐化學腐蝕等特性，從而延長了油管的使用壽命。

2）對多壁碳納米管進行胺化處理，在其表面接枝了胺基官能團，制備了分散均勻、表面含有胺基官能團的多壁碳納米管，改善了與尼龍之間的相容性，提高了在尼龍基體中的分散性。

3）以十二烷基苯磺酸鈉、環烷酸鎳、三異丁基鋁、三氟化硼乙醚絡合物、辛醛、四氯化硅制備新型催化劑，調節催化劑配比合成高門尼粘度基礎膠；使高門尼基礎膠生產簡便易行、控制靈活，門尼粘度高，充油性好，性能穩定。

4）在聚合物表面引入多級粗糙結構可以提高其表面的疏水疏油性，采用硅羥基 化的方法在尼龍表面引入活性基團，經表面硅羥基化處理后的尼龍可利用表面的硅羥基原位生長硅層，并進一步吸附硅球以構建更為穩定且均勻的表面粗糙結構。

5）尼龍具有良好的綜合性能，包括力學性能、耐熱性、耐磨損性、耐化學藥品性和自潤滑性，且摩擦系數低，有一定的阻燃性，易于加工；聚丁二烯橡膠具有高拉伸強度、高撕裂強度、高耐磨性等眾多優異的性能特征。

【主要參考資料】

[1] 李季. 新型過渡金屬催化劑催化烯烴硅氫加成反應的研究[D]. 哈爾濱: 哈爾濱工業大學, 2011.

[2] https://baike.molbase.cn/cidian/50071_xianlu_315680

[3] Adam Mickiewicz University Patent: US2010/48932 A1, 2010 ; Location in patent: Page/Page column 4-5 ;

[4] 劉曉艷.一種紡織品用防干污劑及其制備和應用. CN201410198950.X，申請日2014-05-12

[5] 吳傳興.一種用于高壓油管的超疏水型耐油耐腐蝕材料及其制備方法. CN201610913337.0，申請日2016-10-20