[發(fā)明專利]一種含氯甲基聚硅氧烷及其合成方法

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2012-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN103030809A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮圣玉;孫興榮;譚景林;馬德鵬;邊超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G77/24
• 分類號(hào): C08G77/24
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含氯甲基聚硅氧烷及其合成方法，屬于有機(jī)硅產(chǎn)品的制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚有機(jī)硅氧烷（聚硅氧烷）是一種以Si-O-Si為主鏈，硅原子上連接有有機(jī)基團(tuán)的聚合物。有機(jī)基團(tuán)如甲基、苯基、乙基、乙烯基等。目前已被廣泛使用的硅油、硅橡膠、硅樹脂等有機(jī)硅產(chǎn)品，都是以聚硅氧烷為基礎(chǔ)物。由于Si-O-Si的柔性鏈結(jié)構(gòu)賦予了有機(jī)硅產(chǎn)品許多獨(dú)特的性能和用途，如硅油可用作/于脫模劑、消泡劑、織物整理劑、潤(rùn)滑劑、密封材料、硅橡膠加工助劑、化妝品等；硅橡膠廣泛應(yīng)用于航空航天、電子電氣、輕工、機(jī)械、化工、醫(yī)學(xué)、日用品等領(lǐng)域；硅樹脂則可作為電絕緣漆和涂料使用。

聚硅氧烷近年來取得了十分迅速的發(fā)展，一系列具有特殊結(jié)構(gòu)的官能性聚硅氧烷在實(shí)驗(yàn)室研究和工業(yè)生產(chǎn)中都取得了重大成功。官能聚硅氧烷不僅保留了聚有機(jī)硅氧烷原有的優(yōu)異性能，同時(shí)又賦予了其其他的特殊性質(zhì)，例如，官能團(tuán)可與其他化合物反應(yīng)；或可通過新的交聯(lián)固化體系進(jìn)行固化；有的具有生物活性等。

目前官能性聚硅氧烷主要用于聚硅氧烷液晶、織物整理劑、分子識(shí)別與抗紫外材料制備等領(lǐng)域。常見的功能性聚硅氧烷有氨基聚硅氧烷、乙烯基聚硅氧烷、環(huán)氧基聚硅氧烷、聚醚基聚硅氧烷、羧基聚硅氧烷以及包括上述兩種官能基的雙官能團(tuán)聚硅氧烷等。此外也有特殊結(jié)構(gòu)或官能基的聚硅氧烷，例如嵌段聚硅氧烷和二苯甲酮紫外吸收基聚硅氧烷等。

近年來，對(duì)官能性聚硅氧烷的研究主要是從分子合成設(shè)計(jì)出發(fā)，采用縮合聚合或開環(huán)聚合法，利用具有官能性基團(tuán)或特殊結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅單體合成具有特殊官能的聚硅氧烷。

目前實(shí)際投入應(yīng)用的官能性聚硅氧烷的種類并不多，且生產(chǎn)過程中存在著合成工藝條件不易控制、產(chǎn)品產(chǎn)率不高的問題。合成新的、分子量可控、合成方法簡(jiǎn)單、高產(chǎn)率的官能性聚硅氧烷不僅有很好的研究意義，也具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種合成時(shí)間短、分子量可控、產(chǎn)率高的含氯甲基聚硅氧烷及其合成方法，該含氯甲基聚硅氧烷可滿足實(shí)驗(yàn)室研究、工業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用等諸多方面的需要。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

一種含氯甲基聚硅氧烷，結(jié)構(gòu)式如下：

其中m=50～7000，n=1～400，R為甲基、乙烯基、羥基、氯甲基。

上述含氯甲基聚硅氧烷的制備方法，步驟如下：

（1）以重量份計(jì)，取八甲基環(huán)四硅氧烷（D₄）1～100份，氯甲基環(huán)體（D_n^CH₂^Cl）0.009～30份，封端劑0～20份，催化劑0.0001～1.5份；

所述的催化劑選自三氟甲基磺酸、酸性白土、陽(yáng)離子交換樹脂、濃硫酸、固體超強(qiáng)酸TiO₂/SO₄^2-、磷腈化合物、硫酸鋁、鹽酸、硝酸、焦磷酸、硼酸、烷基磺酸、芳基磺酸、氟烴基磺酸、氯硅烷或路易斯酸之一；

所述封端劑選自六甲基二硅氧烷、1,3-二氯甲基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、1,3-二乙烯基四甲基二硅氧烷或1,1,3,3-四甲基二硅氧烷之一；

所述氯甲基環(huán)體選自氯甲基五甲基環(huán)三硅氧烷、2,4,6-三氯甲基-2,4,6-三甲基環(huán)三硅氧烷、氯甲基七甲基環(huán)四硅氧烷或2,4,6,8-四氯甲基-2,4,6,8-四甲基環(huán)四硅氧烷之一；

（2）將八甲基環(huán)四硅氧烷、氯甲基環(huán)體在20～90℃，1～100kPa條件下脫水0.5～3h，維持溫度15～100℃，加入封端劑、催化劑，聚合反應(yīng)1～10h；

（3）聚合反應(yīng)結(jié)束后升溫至140～200℃，在真空狀態(tài)下脫除物料中的小分子低沸物，時(shí)間為1～3h，冷卻至室溫，制得含氯甲基聚硅氧烷。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟（1）中，八甲基環(huán)四硅氧烷為75～100份，氯甲基環(huán)體為0.5～1.5份，封端劑為0.0255～0.625份，所述催化劑為0.059～0.1份。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述催化劑選自三氟甲基磺酸、固體超強(qiáng)酸TiO₂/SO₄^2-或陽(yáng)離子交換樹脂之一。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟（2）中，八甲基環(huán)四硅氧烷、氯甲基環(huán)體在30～70℃，10～20kPa減壓條件下脫水1～2h，并維持溫度在20～90℃，加入封端劑、催化劑，聚合反應(yīng)4～10h。

根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述步驟（3）中，聚合反應(yīng)結(jié)束后除去催化劑，升溫至150～200℃。