CN102532551A - 一种单羧基改性硅油的制备方法 - Google Patents

一种单羧基改性硅油的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种单羧基改性硅油的制备方法，包括：(1)在反应器中先后加入不饱和脂肪酸和氢氧化钠，于50～100℃反应，于110～120℃脱水，得皂化物不饱和脂肪酸钠；(2)将三甲基一氯硅烷与上述不饱和脂肪酸钠混合，于15～50℃回流反应1～1.5小时，100℃脱除低沸物，冷却，得含盐硅酯化中间品；(3)将含盐硅酯化中间品与单含氢硅油混合，以氯铂酸为催化剂，升温至80～100℃反应后，得硅氢加成产品；(4)将上述硅氢加成产品常温下进行水解，搅拌均匀，静置分层，分出油相，然后在100～120℃脱除低沸物即得。本发明原料便宜，能耗较少，成本低，效率高，适合工业化生产。

Description

一种单羧基改性硅油的制备方法
技术领域
本发明属于改性硅油的制备领域，特别涉及一种单羧基改性硅油的制备方法。
背景技术
硅油的应用范围很广，几乎包含日常生活的各个领域。有机硅的应用领域包括：电子电器、汽车交通、化工、轻工、机械、建筑、纤维、办公机器、医药、化妆品及食品等诸多领域。
各行各业对有机硅材料的要求越来越多样化，使得有机硅新产品、新用途层出不穷，一系列改性硅油相继出现。如织物和皮革的处理，因耐久性差，一般不直接用甲基硅油，而是采用能与纤维形成化学结合的官能性硅油，如含氢硅油和改性硅油。经过改性硅油处理的织物和皮革纤维周围形成一层不连续的憎水膜，故基本上不影响革的透气性和透水汽性等卫生性能，也可以提高织物和成革的耐磨性、柔软性、滑爽感等，且不易被溶剂或洗涤剂洗去，具有使织物和成革无油感、手感柔软、有光泽、耐候等优点。另外，有机硅材料由于无毒，对各种动物的生物反应极轻微、可降解、无生物富集现象，对环境也基本无污染。当前改性硅油的品种及应用发展很快，在应用它们开发高性能及多功能新材料方面正受到人们的青睐。
引入硅油主链上的羧烃基具有反应性，羧烃基硅油可用作聚酯、聚氨酯、环氧树脂及聚酰胺等树脂及涂料的改性剂，以改善成型性、脱膜性、耐热性及润滑性。利用羧烃基硅油的吸附性和反应性，羧烃基硅油在织物柔软整理剂、抛光剂、磁带润滑剂及脱膜剂、药物缓释材料、个人保护用品、皮革防水剂等方而获得成功的应用。
目前国内外文献，尚无单羧基改性硅油的合成报导。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种单羧基改性硅油的制备方法，该方法原料便宜，节能，成本低，效率高，适合工业化生产。
本发明的一种单羧基改性硅油的制备方法，包括：
(1)在反应器中先后加入摩尔比为1∶11～1.5的不饱和脂肪酸和氢氧化钠，于50～100℃反应，于110～120℃脱水，得皂化物不饱和脂肪酸钠；
(2)将三甲基一氯硅烷按摩尔比11～1.5∶1与上述不饱和脂肪酸钠混合，于15～50℃回流反应1～1.5小时，100℃脱除低沸物，冷却，得含盐硅酯化中间品；
(3)将含盐硅酯化中间品按摩尔比1∶1.1～1.5与单含氢硅油混合，以氯铂酸为催化剂，升温至80～100℃反应后，得硅氢加成产品；
(4)将上述硅氢加成产品常温下进行水解，搅拌均匀，静置分层，分出油相，然后在100～120℃脱除低沸物即得。
所述步骤(1)中的不饱和脂肪酸为丙烯酸、十一烯酸或十八烯酸。
所述步骤(3)中的单含氢硅油为
所述步骤(4)中硅氢加成产品与水的质量比为1∶11～1.5。
所述步骤(4)中硅氢加成产品中所含盐可直接溶于水中排除。
本发明反应方程式如下：
(1)不饱和脂肪酸皂化
C10H19COOH+(NaOH+H2O)→C10H19COONa+H2O；
(2)不饱和脂肪酸硅脂化
C 10 H 19 COONa+Me3SiCL→C10H19COOSiMe3+NaCL
(3)硅氢加成
Figure BDA0000118283950000022
(4)水解
有益效果
本发明以不饱和脂肪酸和氢氧化钠皂化，而后与三甲基一氯硅烷混合反应；再将中间品与与单含氢硅油反应得硅氢加成产品，之后水解，分出上层油相，脱低即得产品；克服了使用昂贵的试剂和复杂的反应装备。具有原料易得，生产成本低、效率高，且适合工业化生产等优点，且产品收率高达90～95％，纯度95％以上。
附图说明
图1为实施例1的红外光谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)在反应器中先后加入184g(1mol)十一烯酸和44g(1.1mol)氢氧化钠，于50℃反应，于110℃脱水，得皂化物十一烯酸钠；
(2)将三甲基一氯硅烷按摩尔比1.1∶1与上述十一烯酸钠混合，于30℃回流反应1小时，100℃脱低，冷却，得含盐硅酯化中间品；
(3)将含盐硅酯化中间品按摩尔比1∶1.5与单含氢硅油(n＝0)七甲基三硅氧烷混合，加入氯铂酸，用量占反应物总质量的10ppm，升温至85℃反应后，得硅氢加成产品；
(4)将上述硅氢加成产品按质量比1∶1.5加入水中，搅拌均匀，分离水洗3次，分出上层油相，然后在100℃脱除低沸物即得。收率92.3％，纯度95.8％。红外谱图见图1。
实施例2
(1)在反应器中先后加入184g(1mol)十一烯酸和48g(1.2mol)氢氧化钠，于80℃反应，于120℃脱水，得皂化物十一烯酸钠；
(2)将三甲基一氯硅烷按摩尔比1.5∶1与上述十一烯酸钠混合，于50℃回流反应1.5小时，100℃脱低，冷却，得含盐硅酯化中间品；
(3)将含盐硅酯化中间品按摩尔比1∶1.1与单含氢硅油(n＝0)七甲基三硅氧烷混合，加入氯铂酸，用量占反应物总质量的15ppm，升温至95℃反应后，得硅氢加成产品；
(4)将上述硅氢加成产品按质量比1∶1.5加入水中，搅拌均匀，分离水洗3次，分出油相，然后在120℃脱除低沸物即得。收率91.5％，纯度95.7％。

Claims (4)

1.一种单羧基改性硅油的制备方法，包括：
(1)在反应器中先后加入摩尔比为1∶1.1～1.5的不饱和脂肪酸和氢氧化钠，于50～100℃反应，于110～120℃脱水，得皂化物不饱和脂肪酸钠；
(2)将三甲基一氯硅烷按摩尔比1.1～1.5∶1与上述不饱和脂肪酸钠混合，于15～50℃回流反应1～1.5小时，100℃脱除低沸物，冷却，得含盐硅酯化中间品；
(3)将含盐硅酯化中间品按摩尔比1∶1.1～1.5与单含氢硅油混合，以氯铂酸为催化剂，升温至80～100℃反应后，得硅氢加成产品；
(4)将上述硅氢加成产品常温下进行水解，搅拌均匀，静置分层，分出油相，然后在100～120℃脱除低沸物即得。
2.根据权利要求1所述的一种单羧基改性硅油的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的不饱和脂肪酸为丙烯酸、十一烯酸或十八烯酸。
3.根据权利要求1所述的一种单羧基改性硅油的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中的单含氢硅油为
Figure FDA0000118283940000011
4.根据权利要求1所述的一种单羧基改性硅油的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中硅氢加成产品与水的质量比为1∶1.1～1.5。
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