CN104231275B - 烷氧基封端硅油的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于改性硅油领域，具体涉及烷氧基封端硅油的制备方法。本发明要解决的技术问题是现有制备方法从氯硅烷单体出发工艺繁琐，水解产生的氯化氢排除困难，导致产品储存稳定性差。本发明解决上述技术问题的方案是提供一种烷氧基封端硅油的制备方法，包括以下步骤：a、在氮气保护下，向高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷和烷氧基硅烷中加入催化剂，升温至80～130℃，反应1～6小时；b、反应完成后中和至中性；c、过滤出的滤液为烷氧基封端硅油粗产品；d、将粗产品在120～170℃，压力为‑0.06～‑0.09Mpa蒸馏得到烷氧基封端硅油。本发明反应路线简洁，产品稳定性好且封端率高，为烷氧基封端硅油制备提供了一种新的方法。

Description

烷氧基封端硅油的制备方法
技术领域
本发明属于改性硅油领域，具体涉及烷氧基封端硅油的制备方法。
背景技术
烷氧基硅油最早是由二甲基二氯硅烷、一甲基三氯硅烷或三甲基氯硅烷经醇解、水解、中和等步骤制备的，目前国内不少生产和科研单位还在延续使用这种方法进行制备烷氧基封端硅油产品。
现有技术制备烷氧基封端硅油存在如下问题：1、从单体出发制备的烷氧基封端硅油产品的粘度较大，容易交联，且分子量分布较宽，可控性差；2、制备的原料为有机硅的副产物，成分较复杂，工艺繁琐，适用性不强；3、醇解、水解反应产生的氯化氢气体排除困难，导致后续脱酸时间长，在中和过程需消耗大量的中和剂，增加了处理成本和处理时间；4、中和后的产物还残留了不少氯，时间一长烷氧基硅油就会反酸，导致产品凝胶化，储存稳定性下降。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有制备方法从氯硅烷单体出发工艺繁琐，水解产生的氯化氢排除困难，导致产品储存稳定性差。
本发明解决上述技术问题的方案是提供一种烷氧基封端硅油的制备方法，包括以下步骤：
a、在氮气保护下，向高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷和烷氧基硅烷中加入催化剂，升温至80～130℃，反应1～6小时；
b、反应完成后加入中和剂，中和至中性；
c、过滤出滤液，滤液为烷氧基封端硅油粗产品；
d、将粗产品在120～170℃，压力为-0.06～-0.09MPa蒸馏得到烷氧基封端硅油。
其中，上述烷氧基封端硅油的制备方法的步骤a中，所述的烷氧基硅烷为四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的任意一种。
其中，上述方法的步骤a中，所述的高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为10000～80000mPa﹒s。
其中，上述方法的步骤a中，所述高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷和烷氧基硅烷的质量比为50～110︰1。优选的，所述高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷和烷氧基硅烷的质量比为50～90︰1。
其中，上述方法的步骤a中，所述催化剂的用量为高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷质量的50ppm～400ppm。优选的，所述催化剂的用量为高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷质量的80～300ppm。
其中，上述方法的步骤a中，所述的催化剂为二丁胺、三丁胺、四甲基氢氧化铵或硅氧烷醇钾中的任意一种。
作为本发明优选的方案，上述方法的步骤a中，升温至90～120℃，反应1～4小时。
其中，上述方法步骤b中，所述的中和剂为二氧化碳、硅基磷酸酯、磷酸中的任意一种。
低粘度烷氧基封端硅油产品在目前电子工业中具有广泛的用途和较高的市场价值，目前电子工业要求硅油的粘度为300～2000mPa﹒s。本发明从高粘度羟基封端聚二甲基硅氧烷出发，制备原料来源多样化，采用碱催化合成反应，不产生氯化氢，只有小分子醇类物质生成，反应路线简洁，产品稳定性好且封端率高，为烷氧基封端硅油制备提供了一种新的方法。
具体实施方式
烷氧基封端硅油的制备方法，包括以下步骤：
a、在氮气保护下，向高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷和烷氧基硅烷中加入催化剂，升温至80～130℃，反应1～6小时；
b、反应完成后加入中和剂，中和至中性；
c、过滤出滤液，滤液为烷氧基封端硅油粗产品；
d、将粗产品在120～170℃，压力为-0.06～-0.09MPa蒸馏得到烷氧基封端硅油。
其中，上述烷氧基封端硅油的制备方法的步骤a中，所述的烷氧基硅烷为四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的任意一种。
其中，上述方法的步骤a中，所述的高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为10000～80000mPa﹒s。
其中，上述方法的步骤a中，所述烷氧基硅烷和高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷的质量比为1︰50～110。优选的，所述高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷和烷氧基硅烷的质量比为1︰50～90。
其中，上述方法的步骤a中，所述催化剂的用量为高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷质量的50ppm～400ppm。优选的，所述催化剂的用量为高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷质量的80～300ppm。
其中，上述方法的步骤a中，所述的催化剂为二丁胺、三丁胺、四甲基氢氧化铵或硅氧烷醇钾中的任意一种。
作为本发明优选的方案，上述方法的步骤a中，升温至90～120℃，反应1～4小时。
其中，上述方法步骤b中，所述的中和剂为二氧化碳、硅基磷酸酯、磷酸中的任意一种。
本发明方法采用的原料使反应过程的绿色化，后处理方便简洁。其中，催化剂的用量要适中，用量太少反应很难进行，用量过大造成处理成本增加。控制烷氧基硅烷和高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷的用量能够制备所需粘度的烷氧基封端硅油产品。反应时间的大小也直接与粘度有很大关系，可根据实际需要而定。
本发明实施例所采用原料的来源及其规格见表1所示：
表1原料的来源及其规格
原料名称 规格 厂家
磷酸 分析纯 成都科龙化工试剂厂
端羟基聚二甲基硅氧烷 工业级 四川硅峰有机硅有限公司
甲基三乙氧基硅烷 工业级 上海海逸科贸有限公司
乙烯基三甲氧基硅烷 工业级 上海海逸科贸有限公司
乙烯基三乙氧基硅烷 工业级 上海海逸科贸有限公司
甲基三甲氧基硅烷 工业级 上海海逸科贸有限公司
四甲氧基硅烷 工业级 上海海逸科贸有限公司
四甲基氢氧化铵 分析纯 如东振丰奕洋化工有限公司
硅氧烷醇钾 分析纯 四川硅峰有机硅有限公司
实施例1
将100份高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷和2份乙烯基三甲氧基硅烷投入到反应釜内，打开氮气保护装置向反应釜内通入氮气，加入100ppm的硅氧烷醇钾催化剂，升温至110℃，反应5小时。向其中加入与催化剂等摩尔比的磷酸中和剂，中和至产品至中性，将产品，置于过滤装置中过滤，将过滤好的产品置于反应釜中在-0.09MPa，150℃条件下，蒸馏脱除低沸物，得到无色透明、低粘度的烷氧基封端硅油。产品粘度为300mPa﹒s，折光率1.44。
实施例2～5
实施例2～5的具体原料、操作步骤与实施例1相同，不同之处在于物料配比，具体数据请见表2，各实施例的物料比及产量均以重量计。
表2
根据表2的数据可以看出，以上各实例配方中，产物的粘度大小与封端剂烷氧基硅烷所添加的比例有直接关系，催化剂的用量只是对反应速率有影响，对产物的最终粘度影响不大。

Claims (7)

1.烷氧基封端硅油的制备方法，包括以下步骤：
a、在氮气保护下，向高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷和烷氧基硅烷中加入催化剂，升温至90～120℃，反应1～4小时；所述的高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷的粘度为10000～80000mPa﹒s；所述的催化剂为硅氧烷醇钾；
b、反应完成后加入中和剂，中和至中性；
c、过滤出滤液，滤液为烷氧基封端硅油粗产品；
d、将粗产品在120～170℃，压力为-0.06～-0.09MPa蒸馏得到烷氧基封端硅油。
2.根据权利要求1所述的烷氧基封端硅油的制备方法，其特征在于：步骤a所述的烷氧基硅烷为四甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的烷氧基封端硅油的制备方法，其特征在于：步骤a所述的高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷和烷氧基硅烷的质量比为50～110︰1。
4.根据权利要求3所述的烷氧基封端硅油的制备方法，其特征在于：步骤a所述的高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷和烷氧基硅烷的质量比为50～90︰1。
5.根据权利要求1所述的烷氧基封端硅油的制备方法，其特征在于：步骤a所述催化剂的用量为高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷质量的50ppm～400ppm。
6.根据权利要求5所述的烷氧基封端硅油的制备方法，其特征在于：步骤a所述催化剂的用量为高粘度端羟基聚二甲基硅氧烷质量的80～300ppm。
7.根据权利要求1所述的烷氧基封端硅油的制备方法，其特征在于：步骤b所述的中和剂为二氧化碳、硅基磷酸酯、磷酸中的任意一种。
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