CN102702750A - 提高聚硅氧烷粘度的组合物和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化学领域，具体涉及一种提高聚硅氧烷粘度组合物及方法；该组合物其包括：按重量份数计，聚硅氧烷100份、扩链剂0.00001-10份、催化剂0.0000001-5份；所述组合物还包括阻聚剂0-10份、填料0-1000份、热塑性树脂0-500份；其中，所述聚硅氧烷含有至少一个乙烯基；所述扩链剂为含氢聚硅氧烷；所述催化剂为第八簇过渡元素及其混合物、配合物；所述阻聚剂为含炔类化合物；所述填料包括增强型填料和/或填充型填料。该方法包括：A、按原料份数分别称取聚硅氧烷、扩链剂、催化剂、阻聚剂、填料、热塑性树脂；B、将称取的聚硅氧烷、扩链剂、阻聚剂、催化剂进行混合、搅拌以提高聚硅氧烷的粘度。本发明能够提高聚硅氧烷的粘度。
Description
技术领域
本发明涉及化学领域，具体涉及一种提高聚硅氧烷粘度的组合物和方法。
背景技术
一般较高粘度的聚硅氧烷都是通过单体八甲基环四硅氧烷（简称D4）或甲基硅氧烷低聚物的共混物（简称DMC）以及较低粘度的聚硅氧烷在酸或碱催化下缩合反应而成，然后通过链终止剂或破坏催化剂的方法来终止反应。其粘度的大小通过加入的封端剂的量来控制。此反应是一个平衡反应，聚合和解聚同时进行，产率一般在85%-95%之间，同时会产生一定数量的低分子物质，为了保证产品性能，需要通过加热及抽真空方式脱去低分子物质。
现高粘度PBT是用扩链剂来通过无溶液增粘PBT，提高PBT的分子量，从而使PBT的挤出时挺性更好，适用于光纤的挤出。但该方法不涉及或不适用聚硅氧烷。
专利号为CN1280997的专利中提到用扩链剂来制备高粘度聚酰胺的方法，专利号为CN1272126提到一种聚二甲基硅氧烷与一种有机二异氰酸酯和一种扩链剂反应提高粘度的方法，但是这两种方法均不适合制备高粘度的聚硅氧烷。
扩链剂采用含有2个苯并恶嗪环的3，4－二氢－3取代苯并恶嗪，用量为聚酰胺树脂重量的0．1％～1．5％。扩链剂与聚酰胺分子的端基发生反应起到扩链作用，从而得到高粘度聚酰胺。但该方法也不适用于聚硅氧烷。
CN1272126提到一种聚二甲基硅氧烷与一种有机二异氰酸酯和一种扩链剂反应，但该反应中扩链剂为乙二醇、聚乙二醇、丁二醇等有机醇类，是来与有机二异氰酸酯反应扩链的，不是与聚硅氧烷。
发明内容
本发明提出了一种提高聚硅氧烷粘度的组合物和方法，能够提高聚硅氧烷的粘度。
本发明的技术方案是这样实现的：一种提高聚硅氧烷粘度的组合物，其包括：按重量份数计，聚硅氧烷100份、扩链剂0.00001-10份、催化剂0.0000001-5份；
所述组合物还包括阻聚剂0-10份、填料0-1000份、热塑性树脂0-500份；
其中，
所述聚硅氧烷含有至少一个乙烯基；
所述扩链剂为含氢聚硅氧烷；
所述催化剂为第八簇过渡元素及其混合物、配合物；
所述阻聚剂为含炔类化合物；
所述填料包括增强型填料和/或填充型填料。
所述聚硅氧烷中的乙烯基含量优选为0.001-10%，所述聚硅氧烷的粘度优选为0.01Pa·S-10000000Pa.S。
所述扩链剂中的含氢量优选为0.001-10%，所述扩链剂的粘度优选为0.01Pa.S-10000Pa.S。
所述扩链剂优选为粘度0.01Pa.S-2000Pa.S的含氢聚硅氧烷。
所述催化剂优选为铂及铂的化合物或铂配合物；
和/或，
所述阻聚剂优选包括了丙炔醇、己炔醇、环己炔醇中的一种或多种；
和/或，
所述增强型填料优选包括气象法白炭黑、沉淀法白炭黑、炭黑中的一种或多种；
和/或，
所述填充型填料优选包括石英粉、硅藻土、高岭土、碳酸钙、滑石粉、色粉、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种。
所述热塑性树脂，包括以下一种或多种：聚烯烃、烯烃共聚物、聚氯乙烯PVC、氯化聚乙烯CPE，乙酸乙烯酯-氯乙烯聚合物PVCA，及尼龙6，尼龙66，聚对苯二甲酸乙二醇酯PET，聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT，聚氨酯弹性体TPU，聚酯弹性体TPEE，苯乙烯和丙烯氰的共聚物SAN，苯乙烯-丙烯氰-丁二烯的共聚物ABS、聚甲醛POM、丙烯酸酯-丙烯氰-苯乙烯ASA；聚苯乙烯类聚苯乙烯PS、耐冲击性聚苯乙烯HIPS、可发性聚苯乙烯EPS、聚碳酸酯PC、聚丙烯酸酯及聚甲基丙烯酸酯，聚苯醚PPE；聚苯硫醚PPS、聚酰亚胺PI，及以苯乙烯及烯烃为基础的热塑性弹性体TPE。
本发明还提供了一种上述利用上述任一种所述的提高聚硅氧烷粘度的组合物提高聚硅氧烷粘度的方法，包括：
A、按原料份数分别称取聚硅氧烷、扩链剂、催化剂、阻聚剂、填料、热塑性树脂；
B、将称取的聚硅氧烷、扩链剂、阻聚剂、催化剂进行混合、扩链、搅拌以提高聚硅氧烷的粘度。
在步骤B之后，所述制备方法优选进一步包括：C1：对步骤B的产物进行加热。
在步骤B之后，所述制备方法优选进一步包括：
C2：向步骤B的产物中添加填料和/或热塑性树脂；
D2：对C2的混合物进行加热。
本发明提供的提高聚硅氧烷粘度的组合物及方法，能够达到如下的有益效果：
1.本发明提供了一种通过含至少一个乙烯基的聚硅氧烷和含氢聚硅氧烷在催化剂的作用下进行加成反应，从而提高聚硅氧烷的聚合度和粘度，制备比组合物中任一种成分的粘度都高的聚硅氧烷，提高聚硅氧烷粘度中没有加入任何溶剂，能够有效的提高了聚硅氧烷的粘度。
2.本发明通过扩链剂计量的大小和催化剂的相互匹配可以随意控制聚硅氧烷的粘度，控制简单，容易工业化。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1本发明的一个具体实施例的制备方法流程图；
图2本发明的另一个具体实施例的制备方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种提高聚硅氧烷粘度的组合物，其原料包括：按重量份数计，聚硅氧烷100份、扩链剂0.00001-10份、催化剂0.0000001-5份；
所述组合物还包括阻聚剂0-10份、填料0-1000份、热塑性树脂0-500份；
其中，
所述聚硅氧烷含有至少一个乙烯基；
所述扩链剂为含氢聚硅氧烷；
所述催化剂为第八簇过渡元素及其混合物、配合物；
所述阻聚剂为含炔类化合物；
所述填料包括增强型填料和/或填充型填料。
本发明提供了一种通过含至少一个乙烯基的聚硅氧烷和含氢聚硅氧烷在催化剂的作用下进行加成反应，从而提高聚硅氧烷的聚合度和粘度，制备比组合物中任一种成分的粘度都高的聚硅氧烷，提高聚硅氧烷粘度中没有加入任何溶剂，能够有效的提高了聚硅氧烷的粘度。
下面对该提高聚硅氧烷粘度的组合物进行详细描述：
本发明提供一种提高聚硅氧烷粘度的组合物，其包括：按重量份数计，聚硅氧烷100份、扩链剂0.00001-10份、催化剂0.0000001-5份；
所述组合物还包括阻聚剂0-10份、填料0-1000份、热塑性树脂0-500份；
其中，
聚硅氧烷，添加量为100份，含有至少一个乙烯基，可以是端基含乙烯基或中间链结上含乙烯基或两种情况都存在，以利于与含氢硅氧烷进行加成反应，优选端基含乙烯基，其中，乙烯基的含量为0.001-10%，比如：0.001%、0.01%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%或10%或任意两值之间的范围。另外该聚硅氧烷的粘度为0.01Pa·S-10000000Pa.S，比如：0.01Pa·S、0.05Pa·S、0.1Pa·S、0.5Pa·S、1Pa·S、100Pa·S、1000Pa·S、5000Pa·S、10000Pa·S、50000Pa·S、100000Pa·S、500000Pa·S、1000000Pa·S、5000000Pa·S、10000000Pa·S、5000000Pa·S、10000000Pa·S或其中任意两值之间的范围。
扩链剂：该扩链剂优选为含氢聚硅氧烷；扩链剂的含氢量为0.001-10%，比如：0.001%、0.01%、0.1%、0.5%、1%、1.5%、2%、2.5%、3%、3.5%、4%、4.5%、5%、5.5%、6%、6.5%、7%、7.5%、8%、8.5%、9%、9.5%或10%或任意两值之间的范围。另外，该扩链剂的粘度为0.1Pa.S-10000Pa.S，比如：0.1Pa·S、1Pa·S、100Pa·S、1000Pa·S、2000Pa·S、5000Pa·S、10000Pa·S或其中任意值和任意范围。扩链剂的添加量为0.00001-10重量份数；
尤其是，为了更好地提高聚硅氧烷的粘度，该扩链剂优选为粘度为0.01Pa.S-2000Pa.S的含氢聚硅氧烷，更优选粘度为0.1Pa.S-10Pa.S的含氢聚硅氧烷。
催化剂，能够促进聚硅氧烷的扩链反应，该催化剂为第八簇过渡元素及其混合物、配合物；催化剂的添加量为催化剂0.0000001-5重量份数份，或为其中任意值或任意值之间的范围；
尤其是，为了更好地生产高粘度聚硅氧烷，该催化剂优选为铂Pt及其化合物或配合物。
注：配位化合物（coordination compound）简称配合物，也叫错合物、络合物，为一类具有特征化学结构的化合物，由中心原子或离子（统称中心原子）和围绕它的称为配位体（简称配体）的分子或离子，完全或部分由配位键结合形成。
阻聚剂，调整加成反应的时间作用。该阻聚剂优选为含炔类化合物；在催化剂浓度很低时，可以不使用或少使用阻聚剂。
阻聚剂为含炔类化合物；
为了更好的提高聚硅氧烷的粘度，该阻聚剂优选为丙炔醇、己炔醇、环己炔醇中的一种或多种。阻聚剂的添加量为0-10重量份数，比如：0份、2份、4份、6份、8份、10份或为其中任意值或任意值之间的范围；
同时在一些具体实施例中，为了更好地提高聚硅氧烷的粘度，在制备时原料中可以包括填料，填料的添加比例为0-1000重量份数，比如：0份、10份、50份、100份、200份、400份、600份、800份、1000份或为其中任意值或任意值之间的范围；
所述填料包括增强型填料和/或填充型填料；
其中增强型填料包括气象法白炭黑、沉淀法白炭黑、炭黑中的一种或多种；
所述填充型填料包括石英粉、硅藻土、高岭土、碳酸钙、滑石粉、色粉、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种。
注：色粉：是对颜料的一种俗称,它包括有机颜料、无机颜料、溶剂染料、荧光颜料、珠光颜料、荧光增白剂等，广泛用于塑胶、油漆、涂料、油墨、纺织、皮革、造纸、建筑材料、文教用品等行业。
同时在一些具体实施例中，为了产品更好的应用，在提高聚硅氧烷粘度的过程中，组合物中可以包含热塑性树脂，添加量为0-500份，比如：0份、5份、10份、50份、100份、200份、300份、400份、500份或其中的任意值或任意两值之间的范围。
其中该热塑性树脂，包括：聚烯烃、烯烃共聚物、聚氯乙烯（PVC)、氯化聚乙烯（CPE），乙酸乙烯酯-氯乙烯聚合物（PVCA），及尼龙6，尼龙66，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET），聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT），聚氨酯弹性体（TPU），聚酯弹性体（TPEE），苯乙烯和丙烯氰的共聚物（SAN），苯乙烯-丙烯氰-丁二烯的共聚物（ABS）、聚甲醛（POM）、丙烯酸酯-丙烯氰-苯乙烯（ASA）；聚苯乙烯类（聚苯乙烯（PS）、耐冲击性聚苯乙烯（HIPS）、可发性聚苯乙烯（EPS））、聚碳酸酯（PC）、聚丙烯酸酯及聚甲基丙烯酸酯，聚苯醚（PPE）、及掺合物，例如：PC/ABS、PC/ASA、PC/PA、PA/ABS、PC/PBT；聚苯硫醚（PPS）、聚酰亚胺（PI），及以苯乙烯及烯烃为基础的热塑性弹性体（TPE）。
本发明还提供了一种利用上述任一种所述的提高聚硅氧烷粘度的组合物提高聚硅氧烷粘度的方法，包括：
A、按原料份数分别称取聚硅氧烷、扩链剂、催化剂、阻聚剂、填料、热塑性树脂；
B、将称取的聚硅氧烷、扩链剂、阻聚剂、催化剂进行混合、搅拌以提高聚硅氧烷的粘度。
在步骤B之后，所述制备方法优选进一步包括：C1：对步骤B的产物进行加热。
在步骤B之后，所述制备方法优选进一步包括：
C2：向步骤B的产物中添加填料和/或热塑性树脂；
D2：对C2的混合物进行加热。
需要说明的是在制备不同高粘度的聚硅氧烷时采用的设备也通常不同，一般会根据成品粘度的不同来选取采用的设备。
下面，具体通过以下几个实施例来描述生产不同粘度的聚硅氧烷所采用的制备步骤和制备设备。
实施例1，原料中聚硅氧烷粘度较小，呈液态时，可采用反应釜和行星搅拌器。方法如下：如图1，所示：
步骤101，在反应釜或行星搅拌器中依次加入聚硅氧烷、扩链剂、阻聚剂，搅拌混合均匀；
步骤102，再加入催化剂进一步混合和扩链，出料。
步骤103，对加入催化剂后的混合料进行再次处理，比如：与热塑性树脂、填料等混合，进行加热混炼，完成扩链，从而制备粘度更高的聚硅氧烷。
或者
在本实施例中还可以进一步对加入催化剂后的混合料直接加热到一定的温度，完成扩链。其中具体的温度可以视催化剂和阻聚剂的加入量而定。
实施例2，原料中聚硅氧烷粘度较大，呈固态或半固态，为避免难以搅拌，传热不均等情况，可采用捏合机或密炼机，具体制备方法，如图2，所示：
步骤201，在捏合机或密炼机中混合聚硅氧烷、扩链剂、阻聚剂、催化剂等物质；
步骤202，直接对捏合机或密炼机进行加热，完成扩链反应，出料。
在本实施例中还可以将需要出料的产物进入双螺杆、三螺杆或单螺杆挤出机加热挤出，从而进行进一步的扩链反应。
或者，
在本实施例中，还可以在一开始混料时加入热塑性树脂等参与扩链反应。
下面，本发明还提供了三个更为具体的实施例：
实施例3：
粘度为3Pa.S的乙烯基聚硅氧烷，乙烯基含量为0.5%100千克；0.2Pa.S含氢聚硅氧烷500克；Pt的催化剂混合物100克在反应釜中依顺序加入上述三个产品，混合30分钟，后加热到100℃下反应20分钟，测得聚硅氧烷粘度为10Pa.S。
实施例4：
粘度为3Pa.S的乙烯基聚硅氧烷，乙烯基含量为0.5%100千克；0.2Pa.S含氢硅油500克；Pt的催化剂混合物100克在反应釜中依顺序加入上述三个产品，混合30分钟，出料后取出其中的25公斤，与聚乙烯一起加入密炼机中，（密炼机温度为150℃),混炼10分钟，完成反应，用单螺杆挤出造粒，后用甲苯分离出聚硅氧烷，测试其粘度为10Pa.S。
实施例5：
粘度为12285Pa.S（110℃，角速度为0.1）的甲基乙烯基聚硅氧烷，乙烯基含量为0.09%，50公斤；扩链剂含氢聚硅氧烷220克；在捏合机中混炼30分钟，加入10克环己炔醇，再混炼30分钟，然后加入40克含Pt的催化剂，混炼30分钟，出料，在双螺杆挤出机中，温度200℃情况下，螺杆转速300转/分钟挤出，挤出后的产品在110℃，角速度为0.1测试其粘度为43400Pa.S。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种提高聚硅氧烷粘度的组合物，其特征在于，其包括：按重量份数计，聚硅氧烷100份、扩链剂0.00001-10份、催化剂0.0000001-5份；
所述组合物还包括阻聚剂0-10份、填料0-1000份、热塑性树脂0-500份；
其中，
所述聚硅氧烷含有至少一个乙烯基；
所述扩链剂为含氢聚硅氧烷；
所述催化剂为第八簇过渡元素及其混合物、配合物；
所述阻聚剂为含炔类化合物；
所述填料包括增强型填料和/或填充型填料。
2.如权利要求1所述的提高聚硅氧烷粘度的组合物，其特征在于，
所述聚硅氧烷中的乙烯基含量为0.001-10%，所述聚硅氧烷的粘度为0.01Pa·S-10000000Pa.S。
3.如权利要求1所述的提高聚硅氧烷粘度的组合物，其特征在于，
所述扩链剂中的含氢量为0.001-10%，所述扩链剂的粘度为0.01Pa.S-10000Pa.S。
4.如权利要求3所述的提高聚硅氧烷粘度的组合物，其特征在于，
所述扩链剂为粘度0.01Pa.S-2000Pa.S的含氢聚硅氧烷。
5.如权利要求1-4任一项所述的提高聚硅氧烷粘度的组合物，其特征在于，
所述催化剂为铂及铂的化合物或铂的配合物；
和/或，
所述阻聚剂包括了丙炔醇、己炔醇、环己炔醇中的一种或多种；
和/或，
所述增强型填料包括气象法白炭黑、沉淀法白炭黑、炭黑中的一种或多种；
和/或，
所述填充型填料包括石英粉、硅藻土、高岭土、碳酸钙、滑石粉、色粉、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种。
6.如权利要求1-4任一项所述的提高聚硅氧烷粘度的组合物，其特征在于，
所述热塑性树脂，包括以下一种或多种：聚烯烃、烯烃共聚物、聚氯乙烯PVC、氯化聚乙烯CPE，乙酸乙烯酯-氯乙烯聚合物PVCA，及尼龙6，尼龙66，聚对苯二甲酸乙二醇酯PET，聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT，聚氨酯弹性体TPU，聚酯弹性体TPEE，苯乙烯和丙烯氰的共聚物SAN，苯乙烯-丙烯氰-丁二烯的共聚物ABS、聚甲醛POM、丙烯酸酯-丙烯氰-苯乙烯ASA；聚苯乙烯类聚苯乙烯PS、耐冲击性聚苯乙烯HIPS、可发性聚苯乙烯EPS；聚碳酸酯PC、聚丙烯酸酯及聚甲基丙烯酸酯，聚苯醚PPE及掺合物；聚苯硫醚PPS、聚酰亚胺PI，及以苯乙烯及烯烃为基础的热塑性弹性体TPE。
7.利用权利要求1-6任一项所述的提高聚硅氧烷粘度的组合物提高聚硅氧烷粘度的方法，其特征在于，包括：
A、按原料份数分别称取聚硅氧烷、扩链剂、催化剂、阻聚剂、填料、热塑性树脂；
B、将称取的聚硅氧烷、扩链剂、阻聚剂、催化剂进行混合、扩链、搅拌以提高聚硅氧烷的粘度。
8.如权利要求7所述的提高聚硅氧烷粘度的方法，其特征在于，
在步骤B之后，所述制备方法进一步包括：C1：对步骤B的产物进行加热。
9.如权利要求8所述的提高聚硅氧烷粘度的方法，其特征在于，在步骤B之后，所述制备方法进一步包括：
C2：向步骤B的产物中添加填料和/或热塑性树脂；
D2：对C2的混合物进行加热。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20121003 |