[發明專利]硅氫化方法

有效

• 申請號: 201580067880.7
• 申請日: 2015-12-05
• 公開（公告）號: CN107001620B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: R·貝納維德斯;D·A·巴布;M·謝弗;P·豐塔內拉;W·H·希斯;W·W·李
• 申請（專利權）人: 陶氏環球技術有限責任公司
• 主分類號: C08G65/336
• 分類號: C08G65/336
• 代理公司: 北京坤瑞律師事務所 11494
• 代理人: 吳培善;王國祥

本發明涉及通過與可水解的氫化硅烷化合物反應來使乙烯基官能性醇硅烷化。加熱起始醇并且接著與氫化硅烷和催化劑組合，并且使其放熱。當乙烯基的轉化率在90?99％之間時進行冷卻。在一些實施例中，存在指定量的水。冷卻方案和控制水含量可減少某些副反應，引起更大的所需產物產率。

本發明涉及通過烯烴化合物的硅氫化來形成有機硅酮化合物的方法。

硅氫化是用于形成具有碳-硅鍵的化合物的方法。通常，通過使氫化硅烷化合物與烯烴反應來進行所述方法。催化所述反應。最通常使用鉑催化劑，但還已知一些銠和鎳化合物可催化所述反應。參見例如美國專利案第2,823,218號、第3,220,972號和第5,359,113號。

最近，產生對制造含有可水解硅烷基團的聚醚化合物的興趣。可使用硅氫化反應制備這些物質，其中起始物質是具有羥基和烯丙基的聚醚，以及(二)烷氧基(二)烷基硅烷氫化物。由此獲得的硅氫化聚醚可通過例如相繼與聚異氰酸酯和多元醇反應以形成含有多個可水解硅烷基團的聚醚來偶合。所述產物適用于制造水分可固化密封劑和粘合劑產物。這些產物和用于制造其的方法描述于例如WO 2011/150161、WO 2012/003216、WO 2012/003187和US 2014/0100348中。

根據這些參考文獻，可在0到150℃下進行硅氫化反應，其中低于0℃的溫度由于反應速率緩慢而不利并且高于150℃的溫度由于出現副反應而不利。除WO 2011/150161以外，在所有這些文獻的工作實例中，硅氫化始終在60℃下進行。在WO 2011/150161中，舉例說明25℃與80℃之間的各種反應溫度。

WO 2011/150161、WO 2012/003216、WO 2012/003187和US 2014/0100348皆報導起始物質的高轉化率(有時表示為“硅氫化效率”)。轉化效率涉及反應中原料(通常是起始聚醚的烯丙基)的耗盡程度。然而，高轉化效率并不意味著所需產物的高產量，高產量是完全不同的目標并且是更重要的經濟目標。實際上，在這些參考文獻的實例中描述的條件下進行的硅氫化反應受所需硅烷基封端的聚醚醇的不良產率困擾。盡管反應中消耗一種或兩種起始反應物，但副反應使更多的起始聚醚未轉化成所需產物。盡管轉化率較高，但令人失望的是，產物的產率較低。

不合需要的副產物包括高分子量材料，其有時稱為“重物質”。這些物質的分子量大約是所需產物的兩倍(或更高)，并且相信是在其中含有聚硅氧的物質(起始氫化硅烷或其一些反應產物)與兩個聚醚分子的羥基反應的偶合反應中形成。這種偶合反應消耗聚醚的羥基，因此高分子量物質與異氰酸酯基不具有反應性，并且因此無法參與后續反應以產生所需產物。這以不利方式影響最終產物的分子量分布和功能性。此外，高分子量物質通常不參與固化反應。

早先方法中的另一個問題是已知鉑催化劑對水敏感，并且處于這個原因，在極小水含量(以起始聚醚的重量計，通常100ppm或更低)下進行反應。因為作為市售產品，聚醚原料通常含有比上述水含量顯著更多的水，因此必需干燥聚醚以降低水含量。因為多元醇的吸濕度不同，因此難以干燥，通常需要在真空壓力下加熱若干小時。這顯著增加制備產物的時間和費用。

早先方法中的另一個問題是有時需要超長的反應時間以獲得高轉化率。在一些情況下，盡管延長反應時間，但完全未獲得高轉化率。

需要用于氫硅烷基化不飽和醇，尤其不飽和聚醚多元醇，以在快速反應速率和高所需產物產率下產生烷氧基硅烷基封端的醇的方法。具體來說，需要提供其中最多僅產生少量高分子量物質的方法。

在第一方面中，本發明是通過使乙烯基官能性醇與可水解的氫化硅烷在鉑催化劑存在下反應來制備硅烷基封端的醇的方法，其包含以下步驟：

a)將乙烯基官能性醇加熱到40到65℃的溫度，接著

b)將鉑催化劑和0.8到1.1摩爾可水解的氫化硅烷/摩爾乙烯基官能性醇添加到經加熱的乙烯基官能性醇中以形成反應混合物；接著