CN102061142B - 有机硅压敏胶制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种有机硅压敏胶制备工艺，其特点是它包含以下步骤：正硅酸乙酯和三甲基一氯硅烷混合物的制备、MQ树酯的制备、羟基封端的聚硅氧烷的制备和有机硅压敏胶的制备，有机硅压敏胶的制备是依次将按MQ树脂和羟基封端的聚硅氧烷总重量40～50％的溶剂、MQ树脂、羟基封端的聚硅氧烷和催化剂分别加入压敏胶合成反应釜中，MQ树脂与羟基封端的聚硅氧烷的重量比为1∶1，催化剂的加入量为MQ树脂和羟基封端的聚硅氧烷总重量的1～3％，在搅拌下加温至100℃条件下缩聚3小时，然后将釜温升至170℃保持2小时，脱去低沸物，之后用挤出机将反应产物挤出包装得到有机硅压敏胶成品。具有制备工艺流程合理，环保，产品收率高、质量好，成本低等优点。

Description

有机硅压敏胶制备工艺
技术领域
本发明涉及用作粘接剂材料的制备方法，是一种有机硅压敏胶制备工艺。
背景技术
现有的有机硅压敏胶制备工艺是采用正硅酸乙酯、水玻璃和六甲基二硅氧烷，加入水和浓盐酸缩聚而成的MQ树脂，其缺点是有稀盐酸排放，污染环境；用这种MQ树脂加入羟基封端的聚硅氧烷缩聚成有机硅压敏胶的缺点是成本高；其中包括萃取、水洗和脱溶剂等工艺流程，其工艺流程长，能耗高；制得的MQ树脂为固体状，从釜中取出困难；MQ树脂含有钠离子，制得的有机硅压敏胶中含有钠离子，使其电性能满足不了H级绝缘要求。
发明内容
本发明的目的是，提供一种制备工艺流程合理，环保，产品收率高、质量好，成本低的有机硅压敏胶制备工艺。
实现本发明目的所采用的技术方案是，一种有机硅压敏胶制备工艺，其特征是它包含以下步骤：
(1)正硅酸乙酯和三甲基一氯硅烷混合物的制备
将有机硅共沸物中的四氯化硅按重量份的60～70，三甲基一氯硅烷30～40，加入酯化反应釜中，在常压下搅拌混合，温度控制在20～130℃，连续滴加无水乙醇，无水乙醇加入量与四氯化硅量的摩尔比为4∶1，反应时间为4～6小时；
(2)MQ树酯的制备
将步骤(1)得到的正硅酸乙酯和三甲基一氯硅烷混合物加入到MQ树酯合成釜中，在温度20～130℃搅拌情况下，再按正硅酸乙酯和三甲基一氯硅烷混合物总重量的2％加入水，进行水解、缩聚反应，反应4小时后升温至120～140℃保持2小时，除去HCl、乙醇和水，得到MQ树酯，MQ树脂的三甲基一氯硅烷与四氯化硅的摩尔比为1∶1.2；
(3)羟基封端的聚硅氧烷的制备
将八甲基环四硅氧烷加入到羟基封端的聚硅氧烷合成反应釜中，加入20％的氢氧化钾水溶液，加入量是八甲基环四硅氧烷的2～5/10000，开启搅拌升温至110～120℃进行聚合反应。当聚合反应产物分子量达到15～20万时，加入水进行降解，水用量为八甲基环四硅氧烷重量的0.58％～1.2％，将15～20万分子量的聚合物降至5～7万分子量，再加入1％的气相二氧化硅，将聚合物中的氢氧化钾中和掉，反应釜升温至150～170℃吹氮条件下保持2～3小时，脱去聚合物中低分子物质，然后反应釜降温至常温，将制备的羟基封端的聚硅氧烷放至储罐中备用；
(4)有机硅压敏胶的的制备
依次将按MQ树脂和羟基封端的聚硅氧烷总重量40～50％的溶剂、MQ树脂、羟基封端的聚硅氧烷和催化剂分别加入压敏胶合成反应釜中，MQ树脂与羟基封端的聚硅氧烷的重量比为1∶1，催化剂的加入量为MQ树脂和羟基封端的聚硅氧烷总重量的1～3％，在搅拌下加温至100℃条件下缩聚3小时，然后将釜温升至170℃保持2小时，脱去低沸物，之后用挤出机将反应产物挤出包装得到有机硅压敏胶成品。
所述的溶剂为200号溶剂油或甲苯。
所述的催化剂为四甲基氢氧化胺、氢氧化钠或氢氧化钾中任意一种。
本发明的有机硅压敏胶制备工艺，由于采用了廉价的有机硅单体副产共沸物，即：三甲基氯硅烷和四氯化硅为原料，成本下降30％；制备工艺流程合理，环保，产品收率高、质量好，成本低；催化剂不残留在产品中，使产品电性能完全满足H级绝缘要求。
具体实施方式
下面利用具体实施方式对本发明作进一步描述。
一种有机硅压敏胶制备工艺，其特征是它包含以下步骤：
(1)正硅酸乙酯和三甲基一氯硅烷混合物的制备
将有机硅共沸物中的四氯化硅按重量份的60～70，三甲基一氯硅烷30～40，加入酯化反应釜中，在常压下搅拌混合，温度控制在20～130℃，连续滴加无水乙醇，无水乙醇加入量与四氯化硅量的摩尔比为4∶1，反应时间为4～6小时；反应方程式为：SiCl4+4(C2H5OH)-→
Si(OC2H5)4+4HCl↑
(2)MQ树酯的制备
将步骤(1)得到的正硅酸乙酯和三甲基一氯硅烷混合物加入到MQ树酯合成釜中，在温度20～130℃搅拌情况下，再按正硅酸乙酯和三甲基一氯硅烷混合物总重量的2％加入水，进行水解、缩聚反应，反应4小时后升温至120～140℃保持2小时，除去HCl、乙醇和水，得到MQ树酯，MQ树脂的三甲基一氯硅烷与四氯化硅的摩尔比1∶1.2；
反应方程式：
Figure BSA00000354951800031
(3)羟基封端的聚硅氧烷的制备
将八甲基环四硅氧烷加入到羟基封端的聚硅氧烷合成反应釜中，加入20％的氢氧化钾水溶液，加入量是八甲基环四硅氧烷的2～5/10000，开启搅拌升温至110～120℃进行聚合反应。当聚合反应产物分子量达到15～20万时，加入水进行降解，水用量为八甲基环四硅氧烷重量的0.58％～1.2％，将15～20万分子量的聚合物降至5～7万分子量，再加入1％的气相二氧化硅，将聚合物中的氢氧化钾中和掉，反应釜升温至150～170℃吹氮条件下保持2～3小时，脱去聚合物中低分子物质，然后反应釜降温至常温，将制备的羟基封端的聚硅氧烷放至储罐中备用；
反应方程式：
(4)有机硅压敏胶的的制备
依次将按MQ树脂和羟基封端的聚硅氧烷总重量40～50％的溶剂、MQ树脂、羟基封端的聚硅氧烷和催化剂分别加入压敏胶合成反应釜中，MQ树脂与羟基封端的聚硅氧烷的重量比为1∶1，催化剂的加入量为MQ树脂和羟基封端的聚硅氧烷总重量的1～3％，在搅拌下加温至100℃条件下缩聚3小时，然后将釜温升至170℃保持2小时，脱去低沸物，之后用挤出机将反应产物挤出包装得到有机硅压敏胶成品。
溶剂为200号溶剂油或甲苯。催化剂为四甲基氢氧化胺、氢氧化钠或氢氧化钾中任意一种。
实施例1：
(1)正硅酸乙酯和三甲基一氯硅烷混合物的制备
将有1kg有机硅共沸物其中四氯化硅600g，三甲基一氯硅烷400g加入三口瓶中，在常压下搅拌混合，温度控制在20～130℃，将650g无水乙醇连续滴入酯化反应釜中，反应时间为4～6小时；
(2)MQ树酯的制备
将步骤(1)得到的正硅酸乙酯和三甲基一氯硅烷混合物1kg加入到三口瓶中，在温度20～130℃搅拌情况下，加入20g水，进行水解、缩聚反应，反应4小时后升温至120～140℃保持2小时，除去HCl、乙醇和水，得到920gMQ树酯；
(3)将1.1kg八甲基环四硅氧烷加入到三口瓶中，加入含量20％的氢氧化钾水溶液0.22g，开启搅拌升温至110～120℃进行聚合反应，当聚合反应产物分子量达到15～20万时，加入6.38g水进行降解，将15～20万分子量的聚合物降至5～7万分子量，再加入110g的气相二氧化硅，将聚合物中的氢氧化钾中和掉，反应釜升温至150～170℃吹氮条件下保持2～3小时，脱去聚合物中低分子物质，然后反应釜降温至常温，将制备得到920g羟基封端的聚硅氧烷放至储罐中备用；
(4)有机硅压敏胶的的制备
依次将重量2kg溶剂、920gMQ树脂、920g羟基封端的聚硅氧烷和18.4g催化剂分别加入三口瓶中，在搅拌下加温至100℃条件下缩聚3小时，然后将釜温升至170℃保持2小时，脱去低沸物，之后用挤出机将反应产物挤出包装得到2.6kg有机硅压敏胶成品。
实施例2：
(1)正硅酸乙酯和三甲基一氯硅烷混合物的制备
将有1kg有机硅共沸物其中四氯化硅700g，三甲基一氯硅烷300g加入三口瓶中，在常压下搅拌混合，温度控制在20～130℃，将758g无水乙醇连续滴入酯化反应釜中，反应时间为4～6小时；
(2)MQ树酯的制备
将步骤(1)得到的正硅酸乙酯和三甲基一氯硅烷混合物1kg加入到三口瓶中，在温度20～130℃搅拌情况下，加入20g水，进行水解、缩聚反应，反应4小时后升温至120～140℃保持2小时，除去HCl、乙醇和水，得到920gMQ树酯；
(3)将1.1kg八甲基环四硅氧烷加入到三口瓶中，加入含量20％的氢氧化钾水溶液0.55g，开启搅拌升温至110～120℃进行聚合反应，当聚合反应产物分子量达到15～20万时，加入13.2g水进行降解，将15～20万分子量的聚合物降至5～7万分子量，再加入110g的气相二氧化硅，将聚合物中的氢氧化钾中和掉，反应釜升温至150～170℃吹氮条件下保持2～3小时，脱去聚合物中低分子物质，然后反应釜降温至常温，将制备得到920g羟基封端的聚硅氧烷放至储罐中备用；
(4)有机硅压敏胶的的制备
依次将重量2kg溶剂、920gMQ树脂、920g羟基封端的聚硅氧烷和55.2g催化剂分别加入三口瓶中，在搅拌下加温至100℃条件下缩聚3小时，然后将釜温升至170℃保持2小时，脱去低沸物，之后用挤出机将反应产物挤出包装得到2.641kg有机硅压敏胶成品。
催化剂的加入量为MQ树脂和羟基封端的聚硅氧烷总重量的1～3％，
利用本发明的有机硅压敏胶制备工艺，使用80吨/年规模生产装置进行中试生产，试生产40吨，经检验测试产品性能指标满足产品标准要求，产品外观为：无色半透明液体，粘度(25℃)127.8Pa.S，固含量(105℃×3h)59.2％，产品收率为98％，实现了本发明目的和效果。
本发明的原料易得，四氯化硅、三甲基一氯硅烷、无水乙醇、八甲基环四硅氧烷、200号溶剂油、甲苯、四甲基氢氧化胺、氢氧化钠和氢氧化钾均为市售产品。其中四氯化硅、三甲基一氯硅烷由山东东岳有机硅有限责任公司生产。无水乙醇、八甲基环四硅氧烷、200号溶剂油、甲苯、四甲基氢氧化胺、氢氧化钠和氢氧化钾均由吉林石化公司生产。

Claims (3)

1.一种有机硅压敏胶制备工艺，其特征是它包含以下步骤：
(1)正硅酸乙酯和三甲基一氯硅烷混合物的制备
将有机硅共沸物中的四氯化硅按重量份的60～70，三甲基一氯硅烷30～40，加入酯化反应釜中，在常压下搅拌混合，温度控制在20～130℃，连续滴加无水乙醇，无水乙醇加入量与四氯化硅量的摩尔比为4∶1，反应时间为4～6小时；
(2)MQ树酯的制备
将步骤(1)得到的正硅酸乙酯和三甲基一氯硅烷混合物加入到MQ树酯合成釜中，在温度20～130℃搅拌情况下，再按正硅酸乙酯和三甲基一氯硅烷混合物总重量的2％加入水，进行水解、缩聚反应，反应4小时后升温至120～140℃保持2小时，除去HCl、乙醇和水，得到MQ树酯，MQ树脂的三甲基一氯硅烷与四氯化硅的摩尔比为1∶1.2；
(3)羟基封端的聚硅氧烷的制备
将八甲基环四硅氧烷加入到羟基封端的聚硅氧烷合成反应釜中，加入20％的氢氧化钾水溶液，加入量是八甲基环四硅氧烷的2～5/10000，开启搅拌升温至110～120℃进行聚合反应，当聚合反应产物分子量达到15～20万时，加入水进行降解，水用量为八甲基环四硅氧烷重量的0.58％～1.2％，将15～20万分子量的聚合物降至5～7万分子量，再加入1％的气相二氧化硅，将聚合物中的氢氧化钾中和掉，反应釜升温至150～170℃吹氮条件下保持2～3小时，脱去聚合物中低分子物质，然后反应釜降温至常温，将制备的羟基封端的聚硅氧烷放至储罐中备用；
(4)有机硅压敏胶的的制备
依次将按MQ树脂和羟基封端的聚硅氧烷总重量40～50％的溶剂、MQ树脂、羟基封端的聚硅氧烷和催化剂分别加入压敏胶合成反应釜中，MQ树脂与羟基封 端的聚硅氧烷的重量比为1∶1，催化剂的加入量为MQ树脂和羟基封端的聚硅氧烷总重量的1～3％，在搅拌下加温至100℃条件下缩聚3小时，然后将釜温升至170℃保持2小时，脱去低沸物，之后用挤出机将反应产物挤出包装得到有机硅压敏胶成品。
2.根据权利要求1所述的有机硅压敏胶制备工艺，其特征是：所述的溶剂为200号溶剂油或甲苯。
3.根据权利要求1所述的有机硅压敏胶制备工艺，其特征是：所述的催化剂为四甲基氢氧化胺、氢氧化钠或氢氧化钾中任意一种。 
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