CN102010509A - 一种有机硅基础料的提纯方法 - Google Patents

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Abstract

一种有机硅基础料的提纯方法，将有机硅基础料和有机溶剂按比例放入带有搅拌的容器中，搅拌混合15～25min，转速为500～1000r/min，混合均匀后置于分离装置中，静置5～10h使之分层，得到的上层有机溶剂相，下层有机硅基础料相；分离上、下两相，将有机硅基础料相送入蒸馏装置中，真空度控制为≥750mmHg，温度控制在120～150℃，减压蒸馏后得到有机硅基础料，其低挥发物在105℃×3h条件下可以降低至0.05％以下，与交联剂、催化剂等配合，制得的有机硅橡胶的体积电阻率达到1015Ω·cm。

Description

一种有机硅基础料的提纯方法
技术领域
本发明涉及一种有机硅材料的精制提纯工艺，即借助于一种或几种有机溶剂的萃取分离作用，得到高纯度的能满足如电子行业等特殊需要的有机硅材料。
背景技术
目前，工业上有机硅橡胶及液态有机硅树脂的制备工艺，一般为材料聚合以后，进入脱沸塔，以列管脱低沸物，它采用喷淋闪蒸工艺，其优点是处理量大，生产效率高。一般说来，处理后的有机硅基础料的低沸物含量大约在3％左右，一般可以满足在建筑、涂料和要求不高的环境下使用。但是，由于低沸物含量高，有气味，尤其是用有机碱作为催化剂而聚合的有机硅基础料，鱼腥气味很大。对低沸物含量要求高的场合，如电子行业等使用的有机硅材料，由于低沸物含量高，电性能往往达不到要求，因此，有必要通过提纯工艺除掉低沸物。
《有机硅合成工艺及产品应用》(幸松民等编著，化学工业出版社，2002年5月北京第三次印刷)一书公开了一种有机硅橡胶基础料的提纯方法，该方法是通过提高真空度、加强搅拌不断更新新鲜表面、提高温度等方法来除去低沸点化合物，以便来得到提纯的有机硅橡胶基础料。但是，对于一些含有活性基团的热敏性有机硅物质，提高温度会造成有机硅化合物的分解、断链、变色，并且导致产品的粘度发生明显的变化；而提高真空度对设备要求很高，故该方法存在一定的局限性。
发明内容
本发明的出发点是有鉴于这样的事实：通过有机硅高分子基础料与低沸物及催化剂(如四甲基氢氧化铵)的分解产物在特定的有机溶剂中的溶解度不同且能分层分离的特性，而提出可以在常温下通过适当量的有机溶剂萃取分离来提纯有机硅基础料，萃取出低挥发物，这样，就可以在较低的温度和一定的真空度下得到高纯度的有机硅基础料。
也就是说，本发明是这样实现的。本发明所述的一种有机硅基础料的提纯方法，是将有机硅基础料和有机溶剂按规定比例放入带有搅拌的容器中，搅拌混合15～25min，搅拌转速为500～1000r/min，混合均匀后置于分离装置中，静置5～10h使之分层，得到的上层相为有机溶剂相，下层相为有机硅基础料相；分离上、下两相，将有机硅基础料相送入蒸馏装置中，真空度控制为≥750mmHg，温度控制在120～150℃，减压蒸馏后得到有机硅基础料。下层相的的有机硅基础料的得率可以达到85～90％。
所述上层的有机溶剂相中含有约10质量％的有机硅基础料，将有机溶剂相通过减压蒸馏可以回收利用其中的有机硅基础料和有机溶剂。这样，综合上、下两相的有机硅基础料的得率可以达到98～99％。
所述的有机硅基础料和有机溶剂的混合比例是，有机溶剂占总质量的30～70％，余量为有机硅基础料。
所述的有机溶剂是从沸点在150℃以下的醇、酮、醚、酯、石油烷烃或环烷烃中任选一种或几种。
所述的醇选自甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇；酮选自丙酮或丁酮；醚选自甲醚、乙醚或甲乙醚；酯选自乙酸乙酯、乙酸丁酯，乙二醇单乙酯、乙二醇单甲酯、乙二醇双乙酯或乙二醇双甲酯；石油烷烃选自C5～C10的烷烃；环烷烃选自环己烷或含取代基的衍生物，含取代基的衍生物是甲基环己烷或乙基环己烷。
所述的有机硅橡胶是含有活性基团的热敏性有机硅，如乙烯基封端的甲基乙烯基聚硅氧烷、侧链乙烯基的甲基乙烯聚硅氧烷、甲基羟基聚硅氧烷或甲基乙烯基苯基聚硅氧烷，其粘度在25℃时为0.05～100Pa.s。
所述的有机硅树脂是液态的含氢硅树脂、液态的甲基乙烯基硅树脂或液态全乙烯基硅树脂，其粘度在25℃时为0.05～50Pa.s。
在上述发明方案中所述的特定的有机溶剂及其用量范围内能萃取出有机硅基础料中的低沸物并能与大分子的有机硅基础料分层，加之使用的有机溶剂常压下的沸点在150℃以下，便于溶剂的回收再利用。
根据有关的分析测试结果，按本发明方案得到的有机硅基础料的低挥发物在105℃×3h条件下可以降低至0.05％以下，与交联剂、催化剂等配合，制得的有机硅橡胶的体积电阻率达到1015Ω·cm。与之对比的未精制的有机硅基础料，在105℃×3h条件下，测试低挥物含量在0.3～0.5％范围内；制得的有机硅橡胶体积电阻率只能达到1013Ω·cm。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步具体说明，但本发明决不局限于这些实施例。
除特别注明者外，实施例中的百分含量都为质量百分含量。所有所有实施例的提纯工艺均为：将有机硅基础料和有机溶剂按规定比例，放入转速为500～1000r/min的搅拌器中，搅拌混合15～25min，混合均匀后置入分离器，静置5～10h使之分层，上层为有机溶剂相，下层为有机硅基础料相，分离后的有机硅基础料相中含有10～15质量％的有机溶剂，将有机硅基础料相送入提纯器，减压蒸馏，真空度控制为≥750mmHg，温度120～150℃，提纯后，得到85～90质量％的有机硅基础料，有机溶剂回收再利用；上层的有机溶剂相中含有有机硅基础料约10％，有机溶剂通过减压精馏回收利用，余下的有机硅材料用于合成有机硅基础料循环使用。
实施例1：
25℃粘度为5000mm2/s的甲基乙烯基聚硅氧烷50％，丁酮20％，异丙醇30％。
实施例2：
25℃粘度为7000mm2/s的甲基乙烯基聚硅氧烷35％，乙醇65％。
实施例3：
25℃粘度为3000mm2/s的甲基乙烯基聚硅氧烷30％，异丙醇70％。
实施例4：
25℃粘度为4000mm2/s的甲基苯基聚硅氧烷50％，丁酮50％。
实施例5：
25℃粘度为8000mm2/s的甲基乙烯基聚硅氧烷70％，甲醇30％。
实施例6：
25℃粘度为4000mm2/s的甲基苯基聚硅氧烷50％，C8烷烃50％。
实施例7：
25℃粘度为500mm2/s液态的乙烯基硅树脂40％，丁酮20％，C8烷烃40％。
实施例8：
25℃粘度为1000mm2/s液态的甲基乙烯基硅树脂40％，丁酮20％，乙醇40％。
实施例9：
25℃粘度为5mm2/s的甲基乙烯基硅树脂70％，乙二醇单乙酯20％，正丙醇10％
实施例10：
25℃粘度为200mm2/s的液态的含氢硅树脂60％，乙醇20％，甲苯20％。
实施例11：
25℃粘度为3000mm2/s的甲基乙烯基聚硅氧烷50％，正丙醇50％。
实施例12：
25℃粘度为4000mm2/s的甲基乙烯基聚硅氧烷40％，丁酮30％，异丙醇30％。
实施例13：
25℃粘度为5000mm2/s的甲基乙烯基聚硅氧烷30％，甲醇10％，乙醇60％。
实施例14：
25℃粘度为6000mm2/s的甲基乙烯基聚硅氧烷55％，正己烷烃25％，异丙醇20％。
实施例15：
25℃粘度为7000mm2/s液态的甲基乙烯基聚硅氧烷45％，丁酮20％，C6烷烃35％。
实施例16：
25℃粘度为8000mm2/s液态的甲基乙烯基聚硅氧烷35％，丁酮25％，乙醇40％。
对比例：
25℃粘度为5000mm2/s液态的甲基乙烯基聚硅氧烷100％。
实施例1-16和对比例的实测结果如下表所示。
Figure B2009101951484D0000061
注：对比例是未精制的对比样。

Claims (10)

1.一种有机硅基础料的提纯方法，其特征是，将有机硅基础料和有机溶剂按规定比例放入带有搅拌的容器中，搅拌混合15～25min，搅拌转速为500～1000r/min，混合均匀后置于分离装置中，静置5～10h使之分层，得到的上层相为有机溶剂相，下层相为有机硅基础料相；分离上、下两相，将有机硅基础料相送入蒸馏装置中，真空度控制为≥750mmHg，温度控制在120～150℃，减压蒸馏后得到有机硅基础料。
2.根据权利要求1所述的有机硅基础料的提纯方法，其特征是，所述的有机硅基础料和有机溶剂的混合比例是，有机溶剂占总质量的30～70％，余量为有机硅基础料。
3.根据权利要求1所述的有机硅基础料的提纯方法，其特征是，所述的有机溶剂是从沸点在150℃以下的醇、酮、醚、酯、石油烷烃或环烷烃中任选一种或几种。
4.根据权利要求3所述的有机硅基础料的提纯方法，其特征是，所述的醇选自甲醇、乙醇、正丙醇或异丙醇；酮选自丙酮或丁酮；醚选自甲醚、乙醚或甲乙醚；酯选自乙酸乙酯、乙酸丁酯，乙二醇单乙酯、乙二醇单甲酯、乙二醇双乙酯或乙二醇双甲酯；石油烷烃选自C5～C10的烷烃；环烷烃选自环己烷或含取代基的衍生物，含取代基的衍生物是甲基环己烷或乙基环己烷。
5.根据权利要求1所述的有机硅基础料的提纯方法，其特征是，所述的有机硅基础料是有机硅橡胶或有机硅树脂。
6.根据权利要求5所述的有机硅基础料的提纯方法，其特征是，所述的有机硅橡胶是含有活性基团的热敏性有机硅，如乙烯基封端的甲基乙烯基聚硅氧烷、侧链乙烯基的甲基乙烯聚硅氧烷、甲基羟基聚硅氧烷或甲基乙烯基苯基聚硅氧烷。
7.根据权利要求6所述的有机硅基础料的提纯方法，其特征是，所述的有机硅橡胶的粘度在25℃时为5～10000mm2/s。
8.根据权利要求5所述的有机硅基础料的提纯方法，其特征是，所述的有机硅树脂是液态的含氢硅树脂、液态的甲基乙烯基硅树脂或液态全乙烯基硅树脂。
9.根据权利要求8所述的有机硅基础料的提纯方法，其特征是，所述的有机硅树脂的粘度在25℃时为5～5000mm2/s。
10.根据权利要求1所述的有机硅基础料的提纯方法，其特征是，所述上层的有机溶剂相中含有约10质量％的有机硅基础料，将有机溶剂相通过减压蒸馏可以回收利用其中的有机硅基础料和有机溶剂。
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