CN105524280A

CN105524280A - 一种支链硅油及其制备方法

Info

Publication number: CN105524280A
Application number: CN201610025209.2A
Authority: CN
Inventors: 廖乐新; 严明亮
Original assignee: Zhejiang Runhe Organic Silicon New Material Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Runhe Organic Silicon New Material Co Ltd
Priority date: 2016-01-15
Filing date: 2016-01-15
Publication date: 2016-04-27

Abstract

本发明涉及一种支链硅油及其制备方法。一种支链硅油，其制备过程包括：1）二甲基环硅氧烷（D4或DMC）、四甲基四乙烯基环四硅氧烷（D₄ ^Vi）、链终止剂和碱催化剂平衡反应制备乙烯基硅油；2）乙烯基硅油与七甲基三硅氧烷经硅氢加成反应制备支链硅油。本方法工艺简单，操作简便，无污染。

Description

一种支链硅油及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种支链硅油及其制备方法。

背景技术

支链硅油是在线形硅油分子链中引入三官能链节作支化点形成的一类含聚有机硅氧烷支链的液体状聚有机硅氧烷。支链硅油由于分子中存在支链结构，其分子链间的缠绕比线形硅油大，故有剪切变稀效应，属非牛顿流体。支链硅油广泛用于化妆品、防粘隔离剂、液力传动油、消泡剂等。支链硅油与各种化妆品的相容性好、不受皮脂污染，用其配制的化妆品化妆持久性好、有特别滑爽的使用感及极好的洗净效果，洗净中及洗净后的使用感极好，可用于护肤品、护发品、止汗剂、彩妆、防晒品等中；将支链硅油用于配制消泡剂，其消泡效果和消泡持久性优于一般的线形二甲基硅油，特别是在高剪切力发泡体系中，消泡效果非常好。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明的一个目的是提供一种支链硅油，本发明的另外一个目的是提供上述的支链硅油的制备方法，该方法工艺简单，操作简便，无污染。

为了实现上述的第一个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种支链硅油，结构式如下：

其中，a≥1，b≥0。

作为优选，200≥a≥1，500≥b≥0；再优选为100≥a≥1，200≥b≥20。

为了实现上述的第二个目的，本发明采用了以下的技术方案：

一种制备上述一种支链硅油的方法，该方法包括以下的步骤：

1）将干燥脱水后的二甲基环硅氧烷（D4或DMC）、四甲基四乙烯基环四硅氧烷（D₄ ^Vi）、链终止剂加入容器中搅拌混匀并升温，当温度升至45~55℃加入碱催化剂，在60-160℃平衡反应4-6小时，然后破坏催化剂，在真空条件下脱除低分子即得乙烯基硅油；

2）在惰性气体保护下，将步骤1）所制得的乙烯基硅油与七甲基三硅氧烷，在催化剂存在下，加热升至一定温度经加成反应制得支链硅油。

作为优选，步骤1）所述的链终止剂为三甲基硅氧基封端的低摩尔质量二甲基聚硅氧烷烷（MD_nM）或六甲基二硅氧烷MM。

作为优选，步骤1）所述的碱催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、四甲基氢氧化铵、四甲基氢氧化磷以及由它们与二甲基硅氧烷制备的碱胶中的一种或多种。

作为优选，步骤1）所述的碱催化剂用量为硅氧烷用量的0.0005%—0.1%，优选是0.0005%—0.05%。

作为优选，步骤1）所述的催化剂破坏方法包括中和、加热分解；优选用固体二氧化碳、α-氯乙醇、溴代链烷、丙酸及有机硅磷酸酯中的一种或多种作中和处理剂进行中和。本发明反应完碱催化剂的破坏，当用氢氧化钾等作催化剂，平衡反应后可以选用固体二氧化碳、α-氯乙醇、溴代链烷、丙酸及有机硅磷酸酯等作中和处理剂进行中和；当用四甲基氢氧化铵等暂时性催化剂，平衡反应后直接加热到135℃以上即能自行分解。为了提高碱催化剂和硅氧烷的相容性，一般先将碱与二甲基硅氧烷配成碱胶使用。

本发明反应温度，当用氢氧化钾等作催化剂，平衡反应温度控制在60℃-160℃，合适的是100℃-160℃；当用暂时性催化剂如四甲基氢氧化铵作催化剂，平衡反应温度控制在60℃-150℃，合适的是60℃-130℃。

作为优选，步骤2）所述的催化剂为铂、铑、钌、钯、镍、钴或它们的化合物，通常较普遍使用的氯铂酸醇溶液、铂-乙烯基硅氧烷螫合物。催化剂用量为反应物总量的1-30ppm，催化剂用量少了，反应很难进行，催化剂量多，成本高且产品颜色深。

作为优选，步骤2）所述的反应温度为60-150℃，最好是70-140℃。反应温度低了很难反应，反应温度高了容易交联，且产品颜色深。

作为优选，步骤2）所述的惰性气体为氮气。

本发明的一种支链硅油的制备方法，其制备过程包括：1）二甲基环硅氧烷（D4或DMC）、四甲基四乙烯基环四硅氧烷（D₄ ^Vi）、链终止剂和碱催化剂平衡反应制备乙烯基硅油；2）乙烯基硅油与七甲基三硅氧烷经硅氢加成反应制备支链硅油。本方法工艺简单，操作简便，无污染。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但实施例不限制本发明的保护范围。

实施例1

乙烯基硅油的制备

在装有电动搅拌器、温度计的1000ml的三口烧瓶中，分别加入600克DMC（二甲基环硅氧烷混合环体）、60克四甲基四乙烯基环四硅氧烷（D₄ ^Vi）、17克链终止剂MDM，搅拌升温，当温度升至50℃，加入相当于0.14克KOH，继续升温至130℃左右，保温反应6小时，然后加入有机硅磷酸酯进行中，最后在150℃，真空条件下脱除低沸物，得无色透明的乙烯基硅油产物，产物经H-NMR测试，其结构如下：

。

实施例2

乙烯基硅油的制备

在装有电动搅拌器、温度计的1000ml的三口烧瓶中，分别加入400克D4（八甲基环四硅氧烷）、280克四甲基四乙烯基环四硅氧烷（D₄ ^Vi）、10克链终止剂MM，搅拌升温，当温度升至50℃，加入相当于0.05克四甲基氢氧化铵碱胶，继续升温至90℃左右，保温反应5小时，然后升温至140℃，进行破催1小时，最后在150℃，真空条件下脱除低沸物，得无色透明的乙烯基硅油产物，产物经H-NMR测试，其结构如下：

四甲基氢氧化铵碱胶的配制：在装有搅拌器、冷凝器、温度计的三口烧瓶中，加入160克含28%四甲基氢氧化铵的水溶液及800克DMC，搅拌下加热至90℃，在减压下除水，反应约2小时，得透明油状物碱胶。

实施例3

支链硅油的制备

在装有电动搅拌器、温度计、回流冷凝器、氮气导气管的1000ml四口玻璃反应瓶中，加入例1制备的乙烯基硅油600克，172克七甲基三硅氧烷，通入干燥氮气，启动电动搅拌器，并加热，当温度达到60℃时，加入铂-二乙烯基四甲基二硅氧烷螫合物0.5克（铂加料量为反应物总质量的10×10^-6），在80℃保温反应6小时，抽真空脱除低组份，即得浅黄色透明的支链硅油产物，产物经H-NMR测试，其结构如下：

。

Claims

1.一种支链硅油，结构式如下：

其中，a≥1，b≥0。

2.根据权利要求1所述的一种支链硅油，其特征在于200≥a≥1，500≥b≥0；优选为100≥a≥1，200≥b≥20。

3.一种制备权利要求1或2所述的一种支链硅油的方法，其特征在于该方法包括以下的步骤：

1）将干燥脱水后的二甲基环硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷、链终止剂加入容器中搅拌混匀并升温，当温度升至45~55℃加入碱催化剂，在60-160℃平衡反应4-6小时，然后破坏催化剂，在真空条件下脱除低分子即得乙烯基硅油；

4.根据权利要求3所述的一种支链硅油的制备方法，其特征在于步骤1）所述的链终止剂为三甲基硅氧基封端的低摩尔质量二甲基聚硅氧烷烷或六甲基二硅氧烷MM。

5.根据权利要求3所述的一种支链硅油的制备方法，其特征在于步骤1）所述的碱催化剂为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、四甲基氢氧化铵、四甲基氢氧化磷以及由它们与二甲基硅氧烷制备的碱胶中的一种或多种。

6.根据权利要求3或5所述的一种支链硅油的制备方法，其特征在于步骤1）所述的碱催化剂用量为硅氧烷用量的0.0005%—0.1%，优选是0.0005%—0.05%。

7.根据权利要求3所述的一种支链硅油的制备方法，其特征在于步骤1）所述的催化剂破坏方法包括中和、加热分解；优选用固体二氧化碳、α-氯乙醇、溴代链烷、丙酸及有机硅磷酸酯中的一种或多种作中和处理剂进行中和。

8.根据权利要求3所述的一种支链硅油的制备方法，其特征在于步骤2）所述的催化剂为铂、铑、钌、钯、镍、钴或它们的化合物，催化剂用量为反应物总量的1-30ppm。

9.根据权利要求3所述的一种支链硅油的制备方法，其特征在于步骤2）所述的反应温度为60-150℃，最好是70-140℃。

10.根据权利要求3所述的一种支链硅油的制备方法，其特征在于步骤2）所述的惰性气体为氮气。