CN103665380A - 一种低含氢硅油的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种低含氢硅油的制备方法。该方法是采用高含氢硅油(202)和二甲基混合环硅氧烷(DMC)为原料，六甲基二硅氧烷(MM)为封端剂，在固体超强酸的催化下，加热到50-140℃进行调聚反应，制备得到低含氢硅油。与传统的硫酸催化制备低含氢硅油相比，本发明采用固体超强酸为催化剂，催化效果好，可重复使用，制备过程中不需要中和、水洗，整个制备过程所用时间短，且有望实现连续法工业化生产，生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种低含氢硅油的制备方法。
背景技术
含氢硅油是硅油品种中极其重要的产品之一，是许多改性硅油的起始原料。由其硅氧烷主链中的活泼基团氢，与许多其他活性基团通过硅氢加成反应可获得多种改性硅油，如聚醚改性硅油、环氧改性硅油、长链烷基硅油等。其显著特点是防水效果好，可以低温交联成膜，在物质的表面形成防水层。用于织物、玻璃、陶瓷、纸张、皮革、金属、建材等行业的防水处理，效果甚佳。
低含氢硅油可采用卤代硅烷水解法、开环共聚法、高含氢硅油调聚法制备而得。高含氢硅油调聚法，反应工艺简单、反应条件温和、所得产物结构容易控制。而在调聚过程中所选的催化剂对反应条件、反应工艺也有很大的影响。文献报道过采用硫酸调聚，催化剂不易分离，且对设备有腐蚀性，对环境危害也较大。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出了一种反应条件温和、反应工艺简单的低含氢硅油的制备方法。
本发明是通过以下技术方案得以实现的：
采用高含氢硅油(202硅油)和聚二甲基环硅氧烷(DMC)为原料，六甲基二硅氧烷(MM)为封端剂，在固体超强酸的催化下，加热到50-140℃进行调聚反应，回流反应4-8h后，过滤，真空下脱除低沸物，得到低含氢硅油。
上述的低含氢硅油的制备方法，各原料所述重量配比为：
202硅油 12%-15%
DMC 85 %-88%
MM 1%-6%
固体超强酸 2%～6%
所述的202硅油的含氢量为1.50-1.60%；
所述的MM的重量为202硅油和DMC总重量的1%-6%；
所述的固体超强酸为SO4 2-/TiO2、SO4 2-/ZrO2、SO4 2-/Fe2O3、SO4 2-/TiO2-Fe2O3、SO4 2-/ZrO2-Fe2O3中的一种，重量为202硅油和DMC总重量的2%-6%。
所述的反应温度为50-140℃, 作为优选，最适宜的温度80～100℃。
所述的反应时间为4-8h，作为优选，最佳反应时间为5h。
作为优选，上述的低含氢硅油的制备方法，所述的反应产物低含氢硅油的粘度范围可控制在20-200 mm2/s。
作为优选，上述的低含氢硅油的制备方法，所述的反应产物低含氢硅油含氢量为0.18-1.0 %。
本发明的制备工艺包括以下步骤：按照配比称量202硅油、DMC、MM、固体超强酸于带有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的500 mL三口瓶中，搅拌下升温，控制温度在50-140℃下反应4-8h，经抽滤将产物与固体催化剂分离，于-0.099MPa下逐步升温至160℃，除去低沸物，得到无色透明的油状物低含氢硅油。
本发明的有益效果为：制备含氢硅油过程中不需要中和、水洗，整个制备过程所用时间短，且有望实现连续法工业化生产，生产效率高。
具体实施例
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例一：向带有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的500 mL三口瓶中加入原料25.4g 202硅油、174.6g DMC，封端剂6gMM及10.0 g SO4 2-/TiO2为催化剂，搅拌下升温至50℃下反应1h，再继续升温至90℃，聚合4h，滤掉固体催化剂，-0.099 MPa下逐步升温至160℃，除去低沸物。得到无色透明的油状物低含氢硅油，粘度为70.6 mm2/s，催化剂可重复使用10次，粘度变化在10%以内。
实施例二：向带有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的500 mL三口瓶中加入原料25.4g 202硅油、174.6g DMC，封端剂6gMM及10.0 g SO4 2-/TiO2-Fe2O3为催化剂，搅拌下升温至50℃下回流反应1h，再继续升温至90℃，聚合5h，滤掉固体催化剂，-0.099 MPa下逐步升温至160℃，除去低沸物。得到无色透明的油状物低含氢硅油， 粘度为75.9 mm2/s，催化剂可重复使用10次左右，粘度变化在10%以内。
实施例三：向带有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的500 mL三口瓶中加入原料25.4g 202硅油、174.6g DMC，封端剂6gMM及10.0 g SO4 2-/Fe2O3为催化剂，搅拌下升温至50℃下回流反应1h，再继续升温至90℃，聚合5h，滤掉固体催化剂，-0.099 MPa下逐步升温至160℃，除去低沸物。得到无色透明的油状物低含氢硅油，粘度为68.5 mm2/s，催化剂可重复使用10次左右，粘度变化在10%以内。
实施例四：向带有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的500 mL三口瓶中加入原料25.4g 202硅油、174.6g DMC，封端剂6gMM及10.0 g SO4 2-/ZrO2-Fe2O3为催化剂，搅拌下升温至50℃下回流反应1h，再继续升温至90℃，聚合5h，滤掉固体催化剂， -0.099 MPa下逐步升温至160℃，除去低沸物。得到无色透明的油状物低含氢硅油， 粘度为74.3 mm2/s，催化剂可重复使用10次左右，粘度变化在10%以内。
本发明不限于上述实施例，还可以有许多操作的组合。本领域的技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有情形，均应当认为是本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种低含氢硅油的制备方法，其特征在于它是按下述步骤进行的：按照配比为：202硅油 12%-15%；
DMC 85%-88%；
MM 1%-6%；
固体超强酸 2%～6%；
所述的MM的重量为202硅油和DMC总重量的1%-6%；
所述的固体超强酸重量为202硅油和DMC总重量的2%-6%；
称量上述原料于带有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的三口烧瓶中，于50-140℃下，回流反应4-8h后，过滤，真空下脱除低沸物，得到低含氢硅油。
2.根据权利1所述的一种低含氢硅油的制备方法，其特征在于：所述的202硅油的含氢量为1.50%-1.60%。
3.根据权利1所述的一种低含氢硅油的制备方法，其特征在于：所述的固体超强酸为SO4 2-/TiO2、SO4 2-/ZrO2、SO4 2-/Fe2O3、SO4 2-/TiO2-Fe2O3、SO4 2-/ZrO2-Fe2O3中的一种。
4.根据权利1所述的一种低含氢硅油的制备方法，其特征在于：反应温度为80～100℃。
5.根据权利1所述的一种低含氢硅油的制备方法，其特征在于：反应时间为为5h。
6.根据权利1所述的一种低含氢硅油的制备方法，其特征在于：所述的反应产物低含氢硅油的粘度范围可控制在20-200 mm2/s。
7.根据权利1一种低含氢硅油的制备方法，其特征在于：所述的反应产物低含氢硅油含氢量为0.18%～1.0%。
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