[發(fā)明專利]一種高聚合度Si-O-C型嵌段聚醚改性硅油的制備方法

有效

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• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110078925B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉少杰;張銳;王利利;楊德勝;孫炳炎;劉浩
• 申請（專利權(quán)）人: 河北科技大學(xué)
• 主分類號: C08G77/46
• 分類號: C08G77/46;C08G77/18;C08G77/06;C08G77/08
• 代理公司: 石家莊新世紀(jì)專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13100
• 代理人: 張曉佩

本發(fā)明涉及一種高聚合度Si?O?C型嵌段聚醚改性硅油的制備方法，本發(fā)明通過端含氫硅油與聚乙二醇通過縮合反應(yīng)在催化劑K₂CO₃的作用下得到Si?O?C型聚醚改性硅油。本發(fā)明催化劑價(jià)廉易得，輔以適宜的反應(yīng)介質(zhì)，可使聚合度大大提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高聚合度Si-O-C型嵌段聚醚改性硅油的制備方法，屬于聚氨酯助劑技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚醚改性硅油（也稱聚醚改性硅氧烷），一般是由性能差別比較大的親水性鏈段聚醚和疏水性鏈段二甲基硅油，通過接枝共聚而形成的一種性能獨(dú)特的聚氨酯勻泡劑。聚醚改性硅油的制備方法通常分有2種，即：Si-O-C型聚醚改性硅油和Si-C型聚醚改性硅油。根據(jù)鏈結(jié)構(gòu)不同，聚醚改性硅油又分為側(cè)鏈型和主鏈型，其中側(cè)鏈型為梳狀接枝共聚物，主鏈為聚硅氧烷，側(cè)鏈為聚醚。因制備過程簡單、通用性強(qiáng)，得到廣泛應(yīng)用，但其應(yīng)用于特種聚氨酯泡沫時(shí)，在性能難以滿足的同時(shí)，在環(huán)保方面硅油的處理也受到限制。此外，在聚醚改性硅油用于特種聚氨酯泡沫勻泡劑時(shí)，要求具有高聚合度。但是隨著聚合物聚合度的增加，鏈段端基的反應(yīng)活性顯著降低，因此高聚合度的主鏈型聚醚改性硅油的合成難度較大。

本發(fā)明利用雙端含氫硅油與聚乙二醇為原料，在堿催化劑作用下改變了傳統(tǒng)嵌段聚醚改性硅油用鉑催化劑分多段制備的工藝，使得技術(shù)路線簡單化，大大降低了獲得高聚合度的多嵌段聚醚改性硅油的難度，并且產(chǎn)物的聚合度大大提高（聚合度100）。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明通過選用適宜的催化劑并優(yōu)化工藝條件制備高聚合度Si-O-C型嵌段聚醚改性硅油，反應(yīng)條件溫和，易于控制。

為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，本發(fā)明通過端含氫硅油與聚乙二醇通過縮合反應(yīng)在催化劑K₂CO₃的作用下得到Si-O-C型聚醚改性硅油，反應(yīng)如下：

其中：m₁為端含氫硅油的聚合度。

m₂為聚乙二醇的聚合度。

n為反應(yīng)產(chǎn)物嵌段聚醚改性硅油的聚合度。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案具體步驟如下：

1）Si-O-C型嵌段聚醚改性硅油的制備：首先稱取一定比例的端含氫硅油、聚乙二醇和反應(yīng)介質(zhì)加入到裝有溫度計(jì)、冷凝管、通有N₂的反應(yīng)器中，開始攪拌，升溫到40~90℃，加入催化劑K₂CO₃，繼續(xù)攪拌反應(yīng)15-30h后，得到含有溶劑和催化劑的粗品；

2）含有溶劑和催化劑的粗品的后處理：將步驟1）所得粗品旋蒸除去反應(yīng)介質(zhì)，再通過加入有機(jī)溶劑溶解產(chǎn)物并過濾除去催化劑，旋蒸除去溶劑，即可得到成品Si-O-C型嵌段聚醚改性硅油。

進(jìn)一步的，所述步驟1）中端含氫硅油的分子量為900-1500、聚乙二醇的分子量為200-1000，端含氫硅油與聚乙二醇的摩爾比為1:1.01-1.1。

進(jìn)一步的，所述步驟1）中催化劑用量為端含氫硅油、聚乙二醇和反應(yīng)介質(zhì)總質(zhì)量的1.0-6.0%，反應(yīng)介質(zhì)為N,N二甲基甲酰胺（DMF）和四氫呋喃（THF）的混合物， 反應(yīng)介質(zhì)的加入量為端含氫硅油和聚乙二醇體積之和的1-2倍。

進(jìn)一步的， 步驟1）N,N二甲基甲酰胺和四氫呋喃的體積比為1:1。

進(jìn)一步的，粗品旋蒸除去反應(yīng)介質(zhì)的方法為：先在33-45℃旋蒸除去四氫呋喃；再在60-80℃除去N,N二甲基甲酰胺。

進(jìn)一步的，步驟2）有機(jī)溶劑為乙酸乙酯或四氫呋喃，有機(jī)溶劑加入量為端含氫硅油和聚乙二醇體積之和的2-5倍。

進(jìn)一步的，旋蒸除去溶劑的溫度為30-60℃，旋蒸至蒸出物質(zhì)量不再發(fā)生變化為止。