一种稀土偶联剂的制备方法与流程

本发明涉及稀土偶联剂，具体为一种稀土偶联剂的制备方法。

背景技术：

1、偶联剂作为提高高分子复合材料性能及降低高分子复合材料成本的关键辅料，广泛适用于塑料、橡胶、玻璃钢、涂料、颜料、造纸，粘合剂等行业，将稀土元素加入到偶联剂中制备得到稀土偶联剂，稀土偶联剂可以降低高分子材料的成本，并提高其力学性能和耐高温性能，并增加无机-有机分子之间的相容性；如文献《稀土偶联剂在无机刚性粒子增韧聚丙烯体系中应用》报道了经wot处理的caco3与聚丙烯(pp)的复合物在一定条件下缺口冲击强度可达到纯pp的2倍、断裂伸长率可达纯pp的3倍左右，表现出显著的无机粒子增韧效果；因此如何提升塑料制品的性能是解决问题的关键。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种稀土偶联剂的制备方法，提高了塑料制品的力学性能和耐高温性能。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种稀土偶联剂的制备方法，所述稀土偶联剂的制备方法包括以下步骤：将氧化镧加水制成浆料，升温至30-45℃，搅拌加入聚乙烯醇的水溶液，升温至50-60℃，继而加入质量浓度为20-30％的硫酸溶液，搅拌15-35min，得到稀土偶联剂a；然后继续向其加入偶联剂b，搅拌混合，得到稀土偶联剂。

5、优选的，所述氧化镧、聚乙烯醇、硫酸的质量比为1:1.2-1.4:1.1-1.6。

6、优选的，所述稀土偶联剂a、偶联剂b的质量比为1.1-1.3:0.8-1。

7、优选的，所述偶联剂b的制备方法包括以下步骤：

8、(1)将酚醛树脂和环氧氯丙烷混合均匀，在60-90℃中反应6-10h；然后继续加入3-羟基-1-甲基丙烯酰氧基金刚烷和三氟化硼乙醚催化剂，在75-100℃下反应6-12h，结束后减压浓缩、洗涤并干燥，得到烯基化酚醛树脂；

9、(2)向n,n-二甲基甲酰胺溶剂中加入烯基化酚醛树脂和双氧水，在60-100℃下反应3-6h；然后继续加入硅烷偶联剂jh-m920，在70-80℃下反应6-8h，结束后无水乙醚洗涤，干燥、浓缩，得到羟基修饰硅烷偶联剂；

10、(3)向丁酮溶剂中加入三聚氯氰和环氧丙醇进行溶解，通入氮气保护，搅拌20-40min，然后加入醋酸钠的水溶液，在80-100℃下回流3-5h，冷却，浓缩除去丁酮，洗涤，乙酸乙酯重结晶，得到环氧化三聚氯氰；

11、(4)向n,n-二甲基甲酰胺溶剂中加入六亚甲基二异氰酸酯、环氧化三聚氯氰、羟基修饰硅烷偶联剂进行反应，在90-110℃下反应8-12h，反应后减压蒸馏除去溶剂，过滤并干燥，得到偶联剂b。

12、优选的，所述(1)中酚醛树脂、环氧氯丙烷、3-羟基-1-甲基丙烯酰氧基金刚烷、三氟化硼乙醚催化剂的质量比为0.8-1.2:1:1.1-1.3:0.01-0.02。

13、优选的，所述(2)中烯基化酚醛树脂、双氧水、硅烷偶联剂jh-m920的质量比为1.2-1.4:1.3-1.5:1.5-2.1。

14、优选的，所述(3)中三聚氯氰、环氧丙醇、醋酸钠的质量比为1:1.5-2.3:0.02-0.1。

15、优选的，所述(4)中六亚甲基二异氰酸酯、环氧化三聚氯氰、羟基修饰硅烷偶联剂的质量比为1.2-1.5:1:0.8-1.6。

16、(三)有益的技术效果

17、本发明通过将氧化镧加水制成浆料，搅拌加入聚乙烯醇的水溶液，升温，继而加入硫酸溶液，搅拌得到稀土偶联剂a；然后继续向其加入偶联剂b，得到稀土偶联剂。

18、将酚醛树脂和环氧氯丙烷混合均匀，反应后继续加入3-羟基-1-甲基丙烯酰氧基金刚烷和三氟化硼乙醚催化剂，得到烯基化酚醛树脂，再加入双氧水将双键环氧化，再引入硅烷偶联剂jh-m920，得到羟基修饰硅烷偶联剂；将三聚氯氰和环氧丙醇进行在醋酸钠的水溶液中进行反应，得到环氧化三聚氯氰；向n,n-二甲基甲酰胺溶剂中加入六亚甲基二异氰酸酯、环氧化三聚氯氰、羟基修饰硅烷偶联剂进行反应，得到偶联剂b。

19、稀土偶联剂中的稀土元素可以提高塑料的耐热性、拉伸强度，大幅提高其力学性能，稀土偶联剂可以在塑料中均匀分布，进一步提高其性能，稀土偶联剂也能提高无机粉体和有机树脂之间的相容性，稀土偶联剂中含有酚醛树脂和无机稀土元素，两者之间的相容性较好，应用在塑料中进一步提高其性能；其中的偶联剂b中酚醛树脂和三聚氯氰本身具有较好的耐高温性能，而且异氰酸酯和环氧基团反应，得到的恶唑烷酮也具有耐高温效果，将其应用在塑料中，提高塑料的耐高温性能；而且稀土偶联剂中的金刚烷基团具有较好的刚性和稀土元素协效作用提高塑料的力学性能。

技术特征：

1.一种稀土偶联剂的制备方法，其特征在于，所述稀土偶联剂的制备方法包括以下步骤：将氧化镧加水制成浆料，升温至30-45℃，搅拌加入聚乙烯醇的水溶液，升温至50-60℃，继而加入质量浓度为20-30％的硫酸溶液，搅拌15-35min，得到稀土偶联剂a；然后继续向其加入偶联剂b，搅拌混合，得到稀土偶联剂。

2.根据权利要求1所述的稀土偶联剂的制备方法，其特征在于，所述氧化镧、聚乙烯醇、硫酸的质量比为1:1.2-1.4:1.1-1.6。

3.根据权利要求1所述的稀土偶联剂的制备方法，其特征在于，所述稀土偶联剂a、偶联剂b的质量比为1.1-1.3:0.8-1。

4.根据权利要求1所述的稀土偶联剂的制备方法，其特征在于，所述偶联剂b的制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的稀土偶联剂的制备方法，其特征在于，所述(1)中酚醛树脂、环氧氯丙烷、3-羟基-1-甲基丙烯酰氧基金刚烷、三氟化硼乙醚催化剂的质量比为0.8-1.2:1:1.1-1.3:0.01-0.02。

6.根据权利要求4所述的稀土偶联剂的制备方法，其特征在于，所述(2)中烯基化酚醛树脂、双氧水、硅烷偶联剂jh-m920的质量比为1.2-1.4:1.3-1.5:1.5-2.1。

7.根据权利要求4所述的稀土偶联剂的制备方法，其特征在于，所述(3)中三聚氯氰、环氧丙醇、醋酸钠的质量比为1:1.5-2.3:0.02-0.1。

8.根据权利要求4所述的稀土偶联剂的制备方法，其特征在于，所述(4)中六亚甲基二异氰酸酯、环氧化三聚氯氰、羟基修饰硅烷偶联剂的质量比为1.2-1.5:1:0.8-1.6。

技术总结本发明涉及稀土偶联剂技术领域，且公开了一种稀土偶联剂的制备方法，本发明通过将氧化镧加水制成浆料，搅拌加入聚乙烯醇的水溶液，升温，继而加入硫酸溶液，搅拌得到稀土偶联剂A；然后继续向其加入偶联剂B，得到稀土偶联剂；稀土偶联剂中的稀土元素可以提高塑料的耐热性、拉伸强度，大幅提高其力学性能，其中的偶联剂B中酚醛树脂和三聚氯氰本身具有较好的耐高温性能，而且异氰酸酯和环氧基团反应，得到的恶唑烷酮也具有耐高温效果，将其应用在塑料中，提高塑料的耐高温性能；而且稀土偶联剂中的金刚烷基团具有较好的刚性和稀土元素协效作用提高塑料的力学性能。技术研发人员：焦京广,陈建红,李国英,焦翠广,王永智受保护的技术使用者：青岛赛诺新材料有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18