CN103145990A - 一种低聚合度的端含氢硅油的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低聚合度的端含氢硅油的制备方法，本发明将四甲基二氢二硅氧烷分批加入，通过调节二甲基环硅氧烷混合环体与四甲基二氢二硅氧烷的配比以及四甲基二氢二硅氧烷的分批加入时间、加入量来合成聚合度可控的一系列低聚合度低粘度端含氢硅油的产物，本方法工艺简单，操作简便，无污染。

Description

一种低聚合度的端含氢硅油的制备方法
技术领域
本发明涉及一种低聚合度的端含氢硅油的制备方法。
背景技术
端含氢硅油是一种分子两端含有Si-H键的无毒无味的粘稠性液体，在催化剂作用下可与双键、羟基等活性基团发生化学反应，生成具有特殊性能的硅产品。它是生产有机硅改性嵌段或接枝共聚物的关键起始原料和重要的有机硅中间体。其主要用于加成型硅橡胶、硅凝胶系列产品的扩链剂，以及合成各种改性硅油如聚醚硅油。广泛应用于天然及合成纤维织物，丝绸、皮革等用作防水剂和柔软剂等。
市面上现有含氢硅油主要分为高含氢硅油（端基和侧基上均有氢）和侧含氢硅油（端基为甲基）。主要是采用购买的高含氢硅油或1，3，5，7-四甲基环四硅氧烷（含氢环体或D4H）与D4进行开环反应。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低聚合度的端含氢硅油的制备方法，本发明合成一种聚合度n在1～20的端含氢硅油，本方法工艺简单，操作简便，无污染。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种低聚合度的端含氢硅油的制备方法，包括：
1）将干燥脱水后的二甲基环硅氧烷混合环体与四甲基二氢二硅氧烷（含氢双封头）加入容器中搅拌混匀；
2）将催化剂加入步骤1）的容器中，控制反应温度40～60℃，搅拌反应30～60min，再次加入四甲基二氢二硅氧烷，搅拌反应4～6小时，加入盐类或盐类的水溶液，反应1～2h，过滤，滤液脱除低沸物，即得。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，步骤1）中所述二甲基环硅氧烷混合环体为八甲基环四硅氧烷（D4）、十甲基环五硅氧烷(D5)、DMC中的一种或几种混合物。
进一步，步骤1）中所述二甲基环硅氧烷混合环体与四甲基二氢二硅氧烷加入量的质量比为（0.55～11）：1。
进一步，步骤2）中所述催化剂为三氟甲磺酸、酸性白土、阳离子交换树脂、质量浓度为98%的浓硫酸中的一种，所述浓硫酸、三氟甲磺酸、酸性白土或阳离子交换树脂的加入量为二甲基环硅氧烷混合环体总投料量的0.05%～1%。
进一步，步骤2）中所述四甲基二氢二硅氧烷的加入量为步骤1）中四甲基二氢二硅氧烷的加入量的一半。
进一步，步骤2）中所述盐类为碳酸钙、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种，所述盐类的水溶液为碳酸钙溶液、碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液中的一种，所述盐类的加入量为二甲基环硅氧烷混合环体总投料量的0～2%。
采用此步骤的有益效果是主要用来中和反应过程中的酸性催化剂，具体加入量依据加入的催化剂的量进行调制，最终使反应体系的PH值达到中性，当催化剂为固体时，则不用加盐类或盐类水溶液调节PH值为中性，只要过滤出固体催化剂即可；
本发明的有益效果是：
本发明采用二甲基环硅氧烷环体开环的方法，本发明将四甲基二氢二硅氧烷分批加入，通过调节二甲基环硅氧烷混合环体与四甲基二氢二硅氧烷的配比以及四甲基二氢二硅氧烷的分批加入时间、加入量来合成聚合度可控的一系列低聚合度低粘度端含氢硅油的产物；
本发明合成的低聚合度的端含氢硅油的结构式如下：
Figure BDA00002845656500031
其中，n=1~20
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
将434g DMC与42g含氢双封头加入到带有搅拌装置的三口烧瓶内，固定、开启搅拌，控制搅拌反应温度为45℃，0.2g三氟甲磺酸滴加入三口烧瓶中，持续搅拌反应。在45℃条件下持续反应0.5小时后，补加21.5g含氢双封头，持续搅拌反应。在45℃条件下持续反应4小时后，停止反应加热。加入5g碳酸钙进行中和反应2小时。过滤得到无色透明滤液，将得到滤液减压蒸馏得到无色透明产物。将产物进行H-NMR测试，产物的聚合度为13。
Figure BDA00002845656500032
实施例2
将394.5g八甲基环四硅氧烷与38.2g含氢双封头加入到带有搅拌装置的三口烧瓶内，固定、开启搅拌，控制搅拌反应温度为50℃，5g浓硫酸滴加入三口烧瓶中，持续搅拌反应。在50℃条件下反应30min后，补加19.1g含氢双封头，持续搅拌反应反应6小时后，停止反应加热。加入40g15%的碳酸氢钠水溶液进行中和水洗1小时。分液取上层液体过滤，将得到的滤液减压蒸馏得到无色透明产物。将产物进行H-NMR测试，产物的聚合度为14。
实施例3
将651g八甲基环四硅氧烷、45.5g含氢双封头与0.5g酸性白土加入到带有搅拌装置的三口烧瓶内，固定、开启搅拌，控制搅拌反应温度为50℃。在50℃条件下持续反应0.5小时后，补加22.8g含氢双封头。50℃条件下持续反应6小时后，停止反应加热，过滤除去催化剂。过滤得到无色透明滤液，将得到滤液减压蒸馏得到无色透明产物。将产物进行H-NMR测试，产物的聚合度为18。
Figure BDA00002845656500042
实施例4
将361.7g八甲基环四硅氧烷与46g含氢双封头加入到带有搅拌装置的三口烧瓶内，固定、开启搅拌，控制搅拌反应温度为50℃，0.2g三氟甲磺酸滴加入三口烧瓶中，持续搅拌反应。在50℃条件下持续反应25min后，补加22.8g含氢双封头，持续搅拌反应。在50℃条件下持续反应4小时后，停止反应加热。加入5g碳酸钙进行中和反应2小时。过滤得到无色透明滤液，将得到滤液减压蒸馏得到无色透明产物。将产物进行H-NMR测试，产物的聚合度为10。
Figure BDA00002845656500051
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种低聚合度的端含氢硅油的制备方法，其特征在于，包括：
1）将干燥脱水后的二甲基环硅氧烷混合环体与四甲基二氢二硅氧烷加入容器中搅拌混匀；
2）将催化剂加入步骤1）的容器中，控制反应温度40～60℃，搅拌反应30～60min，再次加入四甲基二氢二硅氧烷，搅拌反应4～6小时，加入盐类或盐类的水溶液，反应1～2h，过滤，滤液脱除低沸物，即得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述二甲基环硅氧烷混合环体为八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、DMC中的一种或几种混合物。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述二甲基环硅氧烷混合环体与四甲基二氢二硅氧烷加入量的质量比为（0.55～11）：1。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述催化剂为三氟甲磺酸、酸性白土、阳离子交换树脂、质量浓度为98%的浓硫酸中的一种，所述浓硫酸、三氟甲磺酸、酸性白土或阳离子交换树脂的加入量为二甲基环硅氧烷混合环体总投料量的0.05%～1%。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述四甲基二氢二硅氧烷的加入量为步骤1）中四甲基二氢二硅氧烷的加入量的一半。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述盐类为碳酸钙、碳酸钠或碳酸氢钠中的一种，所述盐类的水溶液为碳酸钙溶液、碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液中的一种，所述盐类的加入量为二甲基环硅氧烷混合环体总投料量的0～2%。
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