[發明專利]一種有機硅多元醇的制備方法

在審

• 申請號: 201710960814.3
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107652434A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 盧偉
• 申請（專利權）人: 德清舒華泡沫座椅有限公司
• 主分類號: C08G77/20
• 分類號: C08G77/20;C08G77/38
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及一種多元醇的制備方法，尤其是涉及一種有機硅多元醇的制備方法。

背景技術

聚氨酯材料是目前國際上性能最好的保溫材料。主鏈含-NHCOO-重復結構單元的一類聚合物。英文縮寫PU。由異氰酸酯(單體)與羥基化合物聚合而成。由于含強極性的氨基甲酸酯基，不溶于非極性基團，具有良好的耐油性、韌性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得適應較寬溫度范圍(-50～150℃)的材料，包括彈性體、熱塑性樹脂和熱固性樹脂。

其中目前用來制備聚氨酯的多元醇可分成3類，其分別是：簡單多元醇，如乙二醇、丙三醇等；含末端羥基的聚酯低聚物，用來制備聚酯型聚氨酯；含末端羥基的聚醚低聚物，用來制備聚醚型聚氨酯。這些多元醇的主鏈結構主要為C-C鍵，其間穿插有醚鍵以及酯鍵等基團，這些極性基團的存在使得聚氨酯的內聚強度和附著力強度增加，從而具有較高的強度、耐磨性。然而隨著科技的進步以及聚氨酯工業的發展，人們對高性能聚氨酯的的期求也越來越強烈，目前的聚氨酯材料已經不能滿足社會生產和發展的要求。

例如一種在中國專利文獻上公布的一種有機硅改性聚醚多元醇的制備及其應用，其申請公布號為CN 107011507 A，該發明公開了一種有機硅改性聚醚多元醇的制備及應用，該方法能夠有效地將有機硅氧聚合物和聚醚多元醇的優點進行化學融合，無需額外添加無機耐高低溫材料，該方法優于傳統制備聚氨酯記憶海綿的方法。然而該發明任然有許多的不足，例如其主鏈中不完全是由硅氧鍵組成，仍然有一部分是不耐高低溫的聚醚多元醇結構，因此其耐高低溫性能仍然不能滿足較苛刻的使用環境。聚醚多元醇結構的存在能夠將使得最終的聚氨酯材料的手感偏硬，無法具有非常柔軟的特性。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中多元醇主鏈結構不全是由硅氧鍵構成，耐高低溫性能不足，整體材料偏硬的問題，提供一種分子主鏈全都是由硅氧鍵組成，耐高低溫性能優異，制得的聚氨酯材料柔軟的一種有機硅多元醇的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種有機硅多元醇的制備方法，其特征是，所述的制備方法包括如下步驟：

(a)：在-20-0℃以及氮氣保護條件下，將30-50％二元醇的有機溶劑A溶液和三乙胺加到反應釜中，緩慢滴加30-40％二甲基氯硅烷的有機溶劑A溶液，攪拌反應2-5小時，反應結束后過濾除去反應生成的三乙胺鹽酸鹽，濾液用飽和碳酸鈉水溶液和去離子水分別洗滌三次，除去溶劑，放入真空度為2mmHg的真空烘箱中40℃干燥5小時，得到一端含有羥基一段含有硅氫結構的有機硅化合物

(b)：在15-30℃以及氮氣保護下，將按照重量份的100份干燥的八甲基環四硅氧烷、30-40份四甲基四乙烯基環四硅氧烷、1，1，3，3-四甲基-1，3-二乙烯基二硅氧烷10-15份，加入到反應釜中，最后向反應釜中加入5-10份酸性白土，充分攪拌反應3-6小時，直到體系粘度不再發生變化，反應結束后過濾除去催化劑酸性白土，去離子水洗滌3次，放入真空度為2mmHg的真空烘箱中40-55℃干燥5小時，得到含乙烯基聚硅氧烷；

(c)：在氮氣保護下，按照重量份數取步驟(a)中的有機硅化合物30-40份，以及步驟(b)中的含乙烯基聚硅氧烷60-90份，以及有機溶劑B 100份加入到反應釜中，攪拌均勻后再加入鉑催化劑0.05-0.5份，升溫至85-105℃，反應3-5小時，反應結束后，再加入3-5份活性炭攪拌1小時，過濾除去溶劑，得到有機硅多元醇。

有機硅多元醇由于主鏈為Si-O-Si鍵，其鍵能高達422.5kJ/mol，因此其熱穩定性相當好，其耐熱性由于一般的有機聚合物，且由于其鍵長較長，鍵角很大，因此其鏈段非常柔軟。因此有機硅主鏈能夠使得有機硅多元醇在較大溫度范圍內，仍然能夠保持原有的特性。步驟(a)中，通過二元醇與二甲基氯硅烷反應得到了一端帶有羥基一端帶有硅氫結構的有機硅化合物。步驟(b)中通過有機環硅氧烷的開環聚合反應得到了帶有乙烯基結構的聚硅氧烷。步驟(c)中通過硅氫與乙烯基之間通過鉑催化劑發生硅氫加成反應，得到了有機硅多元醇。

步驟(a)、步驟(b)與步驟(c)的反應示意式如下：

步驟(a)：

步驟(b)：

步驟(c)：

作為優選，所述的步驟(a)中的二元醇為1，3-丙二醇、1，4丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇中的一種。采用這幾種二元醇能夠使得最終產物的分子量不會變得很大，且由于鏈段長度適中，反應的活性較高。