[發(fā)明專利]一種羥基硅油的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110355399.1
• 申請日: 2011-11-11
• 公開（公告）號: CN102408567A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊雄發(fā);邵倩;楊琳琳;曹誠;華西林;蔣劍雄;來國橋
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州師范大學(xué)
• 主分類號: C08G77/16
• 分類號: C08G77/16;C08G77/08;C08L83/06;C09J183/06
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 王江成;朱實

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機硅高分子化合物的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是涉及一種固體超強酸催化制備羥基硅油的方法。

發(fā)明內(nèi)容

羥基硅油是端基為羥基的線形聚二甲基硅氧烷，結(jié)構(gòu)式為HO[(CH₃)₂SiO]_nH。羥基硅油借助于羥基反應(yīng)活性。較高粘度的羥基硅油俗稱107膠，是制備縮合型硅橡膠的主要原料，已被廣泛應(yīng)用于密封膠、灌封膠等中，還可用于聚酯、聚碳酸酯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂等有機聚合物的改性，將聚硅氧烷的特性賦予相應(yīng)的有機聚合物，用作頭發(fā)調(diào)整劑中，可使頭發(fā)光亮，潤澤，蓬松；用作涂料和顏料添加劑，可起到消泡，改善流平，防結(jié)皮，抗污染等功能。而羥基硅油中的低粘度羥基硅油，可用作硅橡膠加工中的結(jié)構(gòu)控制劑。如在處理硅橡膠過程中，硅橡膠生膠與高補強親水型白炭黑混煉成的膠料，在存放過程中將慢慢變硬，可塑性降低，并逐漸喪失返煉及成型加工等工藝性能。產(chǎn)生這樣的原因是由于白炭黑表面的硅羥基與生膠分子中的Si-O鍵或端Si-OH作用生成氫鍵，乃至化學(xué)結(jié)合，使線型聚硅氧烷轉(zhuǎn)變成假交聯(lián)或微交聯(lián)的半彈性態(tài)固體結(jié)構(gòu)，于是可溶性降低，凝膠含量增多。為了控制生膠分子與填料之間的相互作用，延長膠料的儲存期，通常采用加入結(jié)構(gòu)控制劑的方法。在所有結(jié)構(gòu)控制劑中，低分子量羥基硅油最令人滿意。此外，低分子量羥基硅油乳液也大量用于纖維織物整理，還可作為塑料制品的添加劑及填料硅烷化的優(yōu)良處理劑，隨著國內(nèi)混煉硅橡膠及塑料制品等產(chǎn)品的市場需求量的不斷擴大，其應(yīng)用前景將更加廣闊。

目前，羥基硅油的制備方法有三種：（1）氯硅烷水解：但是由于氯硅烷水解時生成大量的氯化氫，使水解和縮聚速度難于控制，很難制得分子量很低的羥基硅油。為了維持水解在中心條件下，必須加入大量的HCL吸收劑，所以這種工藝操作繁復(fù)，合成低分子量羥基硅油也比較困難。（2）烷氧基硅烷水解：一般水解反應(yīng)用堿做催化劑或不用催化劑，如美國專利US2415389采用通式為（RO）nSiR’(R,R’為低級烷基)的烷氧基硅烷，以少量堿做催化劑，加入較少的水進行水解，用這種方法制得的羥基硅油分子量較高。（3）環(huán)狀硅氧烷開環(huán)聚合：此方法可用的環(huán)狀硅氧烷有D₃、D₄等，其開環(huán)催化劑一般采用強酸如硫酸、酸性白土或強酸型陽離子交換樹脂等。如專利Rom.?R075237采用硫酸為催化劑，反應(yīng)時間為15-135min，所得產(chǎn)物分子量25000以上，產(chǎn)品中殘存10%未反應(yīng)的環(huán)體，產(chǎn)物不宜做結(jié)構(gòu)控制劑；專利US4066680采用酸性白土為催化劑，通過在乙酸酐的作用下先生成中間產(chǎn)物乙酰氧基硅烷，然后水解制得平均聚合度為6-7，用做硅橡膠結(jié)構(gòu)控制劑，但此法操作復(fù)雜，水解不易徹底，殘留酸味；專利US3925285中介紹了一種用D₃在酸性催化劑作用下制備低分子量羥基硅油的方法，一般采用甲酸或乙酸，使用溶劑為甲醇，在反應(yīng)完成后采用兩次水洗方法除去甲醇及甲酸。此法收率較高，但由于甲醇溶劑未能回收利用，水解溶液一般需廢棄，易造成環(huán)境污染。