CN104479132B - 一种烷氧基封端107胶及其制备方法和用途 - Google Patents

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尹邦志
张斌
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Abstract

本发明提供了一种烷氧基封端107胶及其制备方法,所述107胶的端基用R’aSiOR”(4‑a)进行封端,其制备方法包括以下步骤:(1)将二羟基聚二甲基硅氧烷与二甲基二氯硅烷加入反应釜中在8~15℃下进行反应,并添加缚酸剂;(2)步骤(1)反应完毕后,继续添加R’aSiOR”(4‑a)在60~80℃下进行反应,反应完毕后继续升温至90~110℃,制得产物烷氧基封端107胶。对采用常规的检测方法进行测试,封端反应达到了很好的效果,同时本发明中封端反应条件温和,封端效率高,可进行连续化生产。

Description

一种烷氧基封端107胶及其制备方法和用途
技术领域
本发明属于有机硅领域,尤其涉及一种烷氧基封端107胶及其制备方法和用途。
背景技术
107是室温硫化硅橡胶绝大部分品种使用的基础胶料,是以水为介质的溶液或乳液形成的胶黏剂。由于107胶具有不起燃、价格较低、使用方便等特点,广泛用于建筑工程,可用作建筑胶黏剂及各种内外墙涂料、地面涂料的基料。
现有的107胶脱酸型、脱醇型好脱酮肟型,其中脱醇型107胶具有中性性质,清洁、无毒、无腐蚀性、成本价格较低,对玻璃和金属等材料粘接性能好等优点。然而,目前市场上的脱醇型107胶大多采用羟基封端的有机硅为制备原料,如107硅油、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷等,由于羟基的活泼性较高,因此,由羟基封端的硅氧烷制备的107胶的活泼性高,贮存稳定性较差,在贮存过程中容易发生反应而变质,影响密封胶的使用性能。同时,现有技术中烷氧基封端107胶的制备工艺过程复杂,过程工艺条件要求较高,成本较大。
发明内容
为了解决上述羟基封端的硅氧烷制备的107胶的活泼性高,贮存稳定性较差,以及现有技术中过程复杂、工艺条件要求高,成本大的问题,本发明提供了一种烷氧基封端107胶及其制备方法,该制备方法工艺简单,成本较低。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种烷氧基封端107胶的制备方法,其制备方法包括以下步骤:
(1)将二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基二氯硅烷和缚酸剂加入反应釜中在8~15℃下进行反应,添加缚酸剂以除去反应中产生的氯化氢。
(2)步骤(1)反应完毕后,继续添加R’aSiOR”(4-a),其中a为0、1或2,在60~80℃下进行反应,反应完毕后继续升温至90~110℃以脱除生成的R”OCl,制得产物烷氧基封端107胶。
其中,步骤(1)中的反应温度可为8℃、9℃、10℃、11℃、12℃、13℃、14℃或15℃等。
步骤(2)中添加R’aSiOR”(4-a)后的反应温度可为60℃、63℃、65℃、67℃、70℃、73℃、75℃、77℃或80℃等。
反应完毕后继续升温温度可为90℃、93℃、95℃、97℃、100℃、103℃、105℃、107℃或110℃等。
所述步骤(1)中二羟基聚二甲基硅氧烷与二甲基二氯硅烷的摩尔比为1:1.5~2.5,例如1:1.5、1:1.7、1:1.9、1:2、1:2.3或1:2.5等。
所述步骤(1)中二羟基聚二甲基硅氧烷经除水后加入到反应釜中。
所述步骤(1)中在8~15℃下反应25~40min,例如25min、27min、30min、33min、35min、37min或40min等。
所述步骤(1)中的缚酸剂为氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、乙酸钠、吡啶或三乙胺中任意一种或至少两种的组合物,所述组合典型但非限制性实例有:氢氧化钠和碳酸氢钠的组合,碳酸氢钠和碳酸钠的组合,碳酸钠和乙酸钠的组合,乙酸钠和吡啶的组合,吡啶和三乙胺的组合,氢氧化钠、碳酸氢钠和碳酸钠的组合,碳酸钠、乙酸钠和吡啶的组合,碳酸钠、乙酸钠、吡啶和三乙胺的组合等。
所述步骤(1)中的缚酸剂的加入量与产生的氯化氢摩尔比为1~1.5:1,例如1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1或1.5:1等。
所述步骤(2)R’aSiOR”(4-a)中a为0、1或2,例如SiOR”4、R’1SiOR”3或R’2SiOR”2等。
所述R’aSiOR”(4-a)中R’为C1~C20的烃类基团,例如C1烃类基团、C2烃类基团、C3烃类基团、C5烃类基团、C7烃类基团、C10烃类基团、C13烃类基团、C15烃类基团、C17烃类基团或C20烃类基团等。
R”为C1~C20的烃类基团,例如C1烃类基团、C2烃类基团、C3烃类基团、C5烃类基团、C7烃类基团、C10烃类基团、C13烃类基团、C15烃类基团、C17烃类基团或C20烃类基团等。
所述步骤(2)中R’aSiOR”(4-a)与二羟基聚二甲基硅氧烷的摩尔比为1:1.5~2.5,例如1:1.5、1:1.7、1:1.9、1:2、1:2.3或1:2.5等。
所述步骤(2)中在60~80℃下进行1.5~3h,例如1.5h、1.7h、2h、2.3h、2.5h、2.7h或3h等。
所述步骤(2)中升温至90~110℃并保温1.5~3h,例如1.5h、1.7h、2h、2.3h、2.5h、2.7h或3h等。
一种上述方法制备得到的烷氧基封端107胶,所述107胶的端基用R’aSiOR”(4-a)进行封端。
所述R’aSiOR”(4-a)中a为0、1或2,例如SiOR”4、R’1SiOR”3或R’2SiOR”2等。
所述R’aSiOR”(4-a)中R’为C1~C20的烃类基团,例如C1烃类基团、C2烃类基团、C3烃类基团、C5烃类基团、C7烃类基团、C10烃类基团、C13烃类基团、C15烃类基团、C17烃类基团或C20烃类基团等。
R”为C1~C20的烃类基团,例如C1烃类基团、C2烃类基团、C3烃类基团、C5烃类基团、C7烃类基团、C10烃类基团、C13烃类基团、C15烃类基团、C17烃类基团或C20烃类基团等。
根据上述制备方法制备得到的烷氧基封端107胶的用途。
有益效果:
(1)本发明中封端反应条件温和,封端效率高,可进行连续化生产,采用常规的检测方法,添加2%的钛酸四异丙酯测得产物在4s内无粘度高峰,10分钟能表干,表明封端反应达到了很好的效果。
(2)对反应聚合物进行烷氧基封端,提高了胶的贮存稳定性。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1:
按摩尔比1:2称取二羟基聚二甲基硅氧烷与二甲基二氯硅烷加入反应釜中在10℃条件下反应30min,其中加入缚酸剂碳酸钾,其与产生的氯化氢摩尔比1.1:1,然后添加封端助剂R’aSiOR”(4-a),其中a=0,R’为C1烃类基团,R”为C1烃类基团,R’aSiOR”与二羟基聚二甲基硅氧烷的摩尔比为1:2,在70℃下反应2h,然后升温至100℃并保温2h以脱除生成的R”OCl,即得产品烷氧基封端107胶。
对制得的烷氧基封端107胶进行检测,产品中添加2%的钛酸四异丙酯,测得产物在4s内无粘度高峰,10分钟能表干,表面封端反应达到了很好的效果。
实施例2:
按摩尔比1:1.5称取二羟基聚二甲基硅氧烷与二甲基二氯硅烷加入反应釜中在8℃条件下反应40min,其中加入缚酸剂氢氧化钠,其与产生的氯化氢摩尔比1:1,然后添加封端助剂R’aSiOR”(4-a),其中a=1,R’为C3烃类基团,R”为C3烃类基团,R’aSiOR”与二羟基聚二甲基硅氧烷的摩尔比为1:1.5,在80℃下反应1.5h,然后升温至90℃并保温3h以脱除生成的R”OCl,即得产品烷氧基封端107胶。
实施例3:
按摩尔比1:2.5称取二羟基聚二甲基硅氧烷与二甲基二氯硅烷加入反应釜中在15℃条件下反应40min,其中加入缚酸剂碳酸钠,其与产生的氯化氢摩尔比1.5:1,然后添加封端助剂R’aSiOR”(4-a),其中a=2,R’为C20烃类基团,R”为C20烃类基团,R’aSiOR”与二羟基聚二甲基硅氧烷的摩尔比为1:2.5,在60℃下反应3h,然后升温至110℃并保温1.5h以脱除生成的R”OCl,即得产品烷氧基封端107胶。
实施例4:
除缚酸剂为碳酸氢钠,其与产生的氯化氢摩尔比1.3:1,封端助剂R’aSiOR”(4-a),其中a=1,R’为C8烃类基团,R”为C8烃类基团外,其他步骤均与实施例1中相同,制得产品烷氧基封端107胶。
实施例5:
除缚酸剂为乙酸钠,封端助剂R’aSiOR”(4-a),其中a=1,R’为C13烃类基团,R”为C13烃类基团外,其他步骤均与实施例1中相同,制得产品烷氧基封端107胶。
实施例6:
除缚酸剂为三乙胺,封端助剂R’aSiOR”(4-a),其中a=1,R’为C15烃类基团,R”为C15烃类基团外,其他步骤均与实施例1中相同,制得产品烷氧基封端107胶。
实施例7:
除缚酸剂为吡啶和三乙胺的组合物,封端助剂R’aSiOR”(4-a),其中a=1,R’为C17烃类基团,R”为C17烃类基团外,其他步骤均与实施例1中相同,制得产品烷氧基封端107胶。
对实例2-7制备得到的采用实例1中的测试方法进行测试,产品中添加2%的钛酸四异丙酯,测得结果均表面封端反应达到了很好的效果。
综上所述,本发明中封端反应条件温和,封端效率高,可进行连续化生产,采用常规的检测方法,添加2%的钛酸四异丙酯测得产物在4s内无粘度高峰,10分钟能表干,表明封端反应达到了很好的效果,同时对反应聚合物进行烷氧基封端,提高了胶的贮存稳定性。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种烷氧基封端107胶的制备方法,其特征在于,其制备方法包括以下步骤:
(1)将二羟基聚二甲基硅氧烷、二甲基二氯硅烷和缚酸剂加入反应釜中在8~15℃下进行反应;
(2)步骤(1)反应完毕后,继续添加R’aSiOR”(4-a),其中a为0、1或2,在60~80℃下进行反应,反应完毕后继续升温至90~110℃,制得产物烷氧基封端107胶;
所述步骤(2)R’aSiOR”(4-a)中R’为C1~C20的烃类基团,R”为C1~C20的烃类基团。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中二羟基聚二甲基硅氧烷与二甲基二氯硅烷的摩尔比为1:1.5~2.5。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中二羟基聚二甲基硅氧烷经除水后加入到反应釜中。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中在8~15℃下反应25~40min。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中的缚酸剂为氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、乙酸钠、吡啶或三乙胺中任意一种或至少两种的组合物。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中的缚酸剂的加入量与产生的氯化氢摩尔比为1~1.5:1。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中R’aSiOR”(4-a)与二羟基聚二甲基硅氧烷的摩尔比为1:1.5~2.5。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中在60~80℃下进行1.5~3h。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中升温至90~110℃并保温1.5~3h。
10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述107胶的端基用R’aSiOR”(4-a)进行封端,所述R’aSiOR”(4-a)中a为0、1或2;R’为C1~C20的烃类基团,R”为C1~C20的烃类基团。
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