[發明專利]一種超低氧窄分子量分布聚二甲基硅烷的制備方法

有效

• 申請號: 201310486695.4
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103524744A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 游孟松;劉江林;叢強
• 申請（專利權）人: 江西星火獅達科技有限公司
• 主分類號: C08G77/60
• 分類號: C08G77/60
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 楊志宇

技術領域

本發明涉及一種聚二甲基硅烷的制備方法，尤其是一種超低氧窄分子量分布聚二甲基硅烷的制備方法。

背景技術

聚二甲基硅烷是一種主鏈由硅原子組成的高分子材料。由于Si的低電負性并具有3d空軌道，因此，電子可沿著Si-Si主鏈廣泛離域，同時它還含有豐富的Si-H鍵，從而使聚二甲基硅烷在光電導、發光二極管、非線性光學材料以及SiC陶瓷制備和功能材料方面均具有非常好的應用前景。聚二甲基硅烷作為一種新型功能高分子材料，對其進行研究不論是理論上還是實踐上都有重要的意義，聚二甲基硅烷化學已成為有機硅領域中的一個熱點，對它的研究十分活躍。隨著研究的不斷深入，聚二甲基硅烷有望在許多領域里得到更為廣泛的應用。

目前聚二甲基硅烷的合成方法有Wurtz法、超聲波法等。其中Wurtz偶聯法合成聚硅烷是一種最早也是最常用的合成聚硅烷的方法，合成出的聚硅烷性能穩定，同時Wurtz2具有方法簡單、可操作性強等優點；但因該方法反應劇烈，放出大量的熱，不易控制，因此合成規模很小，一般每次合成產量只有10g-15g，收率只有50%左右，不適用于工業化生產。

發明內容

本發明的目的是提供一種超低氧窄分子量分布聚二甲基硅烷的制備方法，采用現將反應所需溶劑進行干燥，控制二甲基二氯硅烷滴加速率，調節反應溫度，再采用復合有機溶劑溶解沉淀，提高了產率，降低了產物聚二甲基硅烷的含氧量，同時聚二甲基硅烷后續制得的碳化硅纖維性能高，滿足了各種領域對聚二甲基硅烷的要求。

一種超低氧窄分子量分布聚二甲基硅烷的制備方法，具體步驟如下：把溶劑二甲苯先用無水氯化鈣除水，使其含水量降至5ppm以下；在反應器中加入除水后的溶劑二甲苯900-1100kg，再放入金屬鈉270-330kg，先加熱到105℃保持5分鐘，再加熱到110℃保持10分鐘，待鈉熔化后啟動高速攪拌槳攪拌，回流24小時使溶劑充分干燥；在惰性氣體保護下向反應器中加入精制的二甲基二氯硅烷810-990kg，先用2kg/min的速率加入90-110min，再用10kg/min的速率加入36-44min，最后用5kg/min的速率加入54-66min，并同時開啟體外多級冷卻循環系統，反應24小時，冷卻至室溫；加入乙醇90-110kg和水90-110kg中止反應，靜置分層，將有機層轉移到反應釜中，用水洗至中性，離心除去不溶物；最后用18-22kg四氫呋喃、18-22kg丁醇、18-22kg苯甲醇和36-44kg乙醇溶解沉淀，過濾，蒸除溶劑，得到產物聚二甲基硅烷。

其中反應器采用搪瓷材質，即將含高純二氧化硅的玻璃經高溫灼燒而牢固地密著于鋼制容器的內表面所形成的復合材料；反應器內徑為2180mm，高度為1940mm，反應器的攪拌槳為框式攪拌，并采用變頻控制且調節攪拌槳的速率和方向，框式攪拌槳內徑變大，高度降低增大了反應面積，使攪拌更為均勻，反應更為充分徹底，及時帶走產生的熱量。

其中精制的二甲基二氯硅烷是指對二甲基二氯硅烷預先進行二次精餾，精餾過程采用分餾塔，提高二甲基二氯硅烷的純度和降低含氧量。

其中體外多級冷卻循環系統冷卻的具體實現方式為三級冷卻，即先在循環系統中通入導熱油，將反應物料的熱量快速轉移，使得反應器內的溫度大幅降低，完成一級冷卻；在導熱油對反應物料冷卻的同時，采用循環水逆向對導熱油進行冷卻，可以使導熱油循環使用，發揮最大效用，完成二級冷卻；最后第三級冷卻器中通入循環水，再次降低經過導熱油冷卻的反應物料。經過三級冷卻，控制反應中產生的熱量，保障工業生產的安全順利進行；其中導熱油是江陰中江實業有限公司生產的中江牌導熱油CD-350。

本發明的優點：采用現將反應所需溶劑進行干燥，預先對二甲基二氯硅烷進行二次精餾提高其純度，使得生產出來的聚二甲基硅烷的含氧量降到0.1%；調節反應溫度，控制二甲基二氯硅烷滴加速率，使得生產出來的聚二甲基硅烷后續制得的碳化硅纖維性能高，再采用復合有機溶劑溶解沉淀，提高了產率，同時滿足了各種領域對聚二甲基硅烷的要求。

具體實施方式：

實施例1：