CN107400241A - 一种含氢硅油的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含氢硅油的制备技术，具体地说是一种含氢硅油的制备方法。它包括以下步骤：A、以高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷作为反应单体，并加入有机溶剂和端氢封端剂，在酸性催化剂作用下进行聚合反应；B、聚合反应结束后，将得到的反应液水洗至中性，在高温下脱去其中的低沸物，即可得到含氢硅油。本发明的有益效果为：其含氢量为0.1‑1.2wt%，具有高折射率、高透光率、耐高温等优良特性，作为加成型硅橡胶和硅树脂的交联剂，大大提高了加成型硅橡胶和硅树脂的力学性能和热性能，且其原料易得，生产工艺简单，生产周期短，适合工业化生产。

Description

一种含氢硅油的制备方法
技术领域
本发明涉及一种含氢硅油的制备技术，具体地说是一种含氢硅油的制备方法。
背景技术
含氢硅油具有许多独特的性能，如极好的热稳定性、化学稳定性、拒水性和反应性等，这些独特的性能使含氢硅油在很多领域得到广泛应用，如用作建筑的防污、防油、防水处理剂；制备改性硅油的原料；用于天然及合成纤维织物、皮革的防水剂和柔软剂的纺织助剂；此外，由于其分子中含有一定数量的比较活泼的Si-H键，在催化剂作用下，可与其它含双键、羟基等活性剧团的化学物质发生反应，也可作为液体硅橡胶的交联剂。
含氢硅油中端氢含氢硅油除了具有上述特点，还可利用其端基上的Si-H键通过硅氢化反应可在聚硅氧烷分子链上引入各种有机基团；所以端氢基聚硅氧烷在塑料、树脂改性，硅油改性、液体硅橡胶的交联剂、特种有机硅表面活性剂及树枝状聚合物的合成中有着更重要的用途，然而，由于制备方法不合理，不但生产工艺复杂，生产周期长，而且使得含氢硅油中Si-H键的数量十分有限，其活性及其折射率、透光率、耐高温等综合性能得到了限制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够增加含氢硅油中Si-H键的数量，使其具有更高的活性和综合性能的含氢硅油的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明的含氢硅油的制备方法，包括以下步骤：
A、以高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷作为反应单体，并加入有机溶剂和端氢封端剂，在酸性催化剂作用下进行聚合反应；
B、聚合反应结束后，将得到的反应液水洗至中性，在高温下脱去其中的低沸物，即可得到含氢硅油。
所述的高含氢聚硅氧烷是高含氢硅油KF-99、高含氢硅油TSF-484、高含氢硅油KCC中的一种或两种以上的组合。
所述环硅氧烷是六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷中的一种或两种以上的组合。
所述高含氢聚硅氧烷和环硅氧烷的质量比为1:10-10:1。
所述有机溶剂是甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、四氯化碳、乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯仿、乙醚、二甲基酰胺、二氯甲烷、甲醇、乙醇中的一种或两种以上的组合，且其添加量为高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷总质量的0.2-5倍。
所述端氢封端剂是四甲基二氢二硅氧烷，且其添加量为高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷总质量的2%-10%。
所述酸性催化剂是浓度为98wt%的硫酸、浓度为36-37wt%的盐酸、硝酸、乙酸、次氯酸、氯磺酸、甲酸、高氯酸、强酸性阳离子交换树脂和酸性白土中的一种或两种以上的组合，且用量为高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷总质量的5%-40%。
所述聚合反应是在高速搅拌的情况下进行，聚合反应时间为1-15小时，温度为20-200℃。
所述的水洗过程如下：向聚合反应后得到的反应液中加入水，并对水和反应液的混合液进行搅拌；然后静置，混合液分成有机层和水层，所述的有机层含有有机溶剂、端氢含氢硅油、未反应的高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷单体以及含氢封端剂，所述的水层含水和酸性催化剂；然后去掉水层，如此反复4次。
所述的低沸物包括有机溶剂，残留的水，未反应的高含氢量聚硅氧烷单体以及含氢封端剂，脱除低沸物的脱除真空度为0.06MPa-0.095MPa，温度为150-250℃。
本发明的有益效果为：其含氢量为0.1-1.2wt%，具有高折射率、高透光率、耐高温等优良特性，作为加成型硅橡胶和硅树脂的交联剂，大大提高了加成型硅橡胶和硅树脂的力学性能和热性能，且其原料易得，生产工艺简单，生产周期短，适合工业化生产。
具体实施方式
本发明的含氢硅油的制备方法，包括以下步骤：
A、以高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷作为反应单体，高含氢聚硅氧烷和环硅氧烷的质量比为1:10-10:1，并加入有机溶剂和端氢封端剂，在酸性催化剂作用下进行聚合反应，所说的聚合反应是在高速搅拌的情况下进行，聚合反应时间为1-15小时，温度为20-200℃，作为优选所述聚合反应的时间为2-6小时，聚合反应温度为20-100℃；所说的高含氢聚硅氧烷是高含氢硅油KF-99、高含氢硅油TSF-484、高含氢硅油KCC中的一种或两种以上的组合，环硅氧烷是六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷中的一种或两种以上的组合，所说的有机溶剂是甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、四氯化碳、乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯仿、乙醚、二甲基酰胺、二氯甲烷、甲醇、乙醇中的一种或两种以上的组合，且其添加量为高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷总质量的0.2-5倍；所说的端氢封端剂是四甲基二氢二硅氧烷，且其添加量为高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷总质量的2%-10%，所说的酸性催化剂是浓度为98wt%的硫酸、浓度为36-37wt%的盐酸、硝酸、乙酸、次氯酸、氯磺酸、甲酸、高氯酸、强酸性阳离子交换树脂和酸性白土中的一种或两种以上的组合，且用量为高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷总质量的5%-40%。
B、聚合反应结束后，将得到的反应液水洗至中性，在高温下脱去其中的低沸物，即可得到含氢硅油，其中，水洗过程如下：向聚合反应后得到的反应液中加入水，并对水和反应液的混合液进行搅拌；然后静置，混合液分成有机层和水层，所述的有机层含有有机溶剂、端氢含氢硅油、未反应的高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷单体以及含氢封端剂，所述的水层含水和酸性催化剂，然后去掉水层，如此反复4次，水洗的作用是除去反应液中的酸性催化剂，另外，所说的低沸物包括有机溶剂、残留的水、未反应的高含氢量聚硅氧烷单体以及含氢封端剂，脱除低沸物的脱除真空度为0.06MPa-0.095MPa，温度为150-250℃，作为优选，所述脱除低沸物的脱除真空度为0.095MPa，温度为180℃。
下面以以下两个具体实例对本发明的含氢硅油的制备方法作进一步详细说明。
实例一：
本实施例的含氢硅油的制备方法如下：
A、将质量为3g的高含氢硅油TSF-484和质量为13.5g的八甲基环四硅氧烷作为反应单体，并加入质量为20g的二甲苯和质量为0.495g的四甲基二氢二硅氧烷，在质量为5.5g的酸性阳离子交换树脂催化剂作用下进行聚合反应，聚合反应时间为8小时，反应温度为40℃。
B、聚合反应结束后，向得到的反应液中加入水，并对水和反应液的混合液进行搅拌，然后静置2h，混合液分成有机层和水层，其中有机层含有二甲苯、端氢含氢硅油、未反应的高含氢硅油TSF-484和八甲基环四硅氧烷单体以及四甲基二氢二硅氧烷，水层含水和酸性阳离子交换树脂；然后去掉水层，如此反复4次。最后在真空度为0.095MPa、温度为180℃条件下进行3小时脱除低沸物(高含氢硅油TSF-484、八甲基环四硅氧烷、二甲苯、四甲基二氢二硅氧烷)，将得到高性能含氢硅油。
经测试制备的高性能含氢硅油活性氢组份含量为0.2wt%，粘度为130mPa.s。
实例二：
本实施例的含氢硅油的制备方法如下：
A、将质量为3g的高含氢硅油TSF-484和质量为22.8g的八甲基环四硅氧烷作为反应单体，并加入质量为25.8g的二甲苯和质量为1.29g的四甲基二氢二硅氧烷，在质量为10.32g的浓度为98wt%的硫酸作为催化剂的作用下进行聚合反应，聚合反应时间为4小时，反应温度为60℃。
B、聚合反应结束后，向得到的反应液中加入水，并对水和反应液的混合液进行搅拌，然后静置2h，混合液分成有机层和水层，其中有机层含有二甲苯、端氢含氢硅油、未反应的高含氢硅油TSF-484和八甲基环四硅氧烷单体以及四甲基二氢二硅氧烷，水层含水和硫酸；然后去掉水层，如此反复4次。最后在真空度为0.095MPa、温度为150℃条件下进行5小时脱除低沸物(高含氢硅油TSF-484、八甲基环四硅氧烷、二甲苯、四甲基二氢二硅氧烷)，将得到高性能含氢硅油。
经测试制备的高性能含氢硅油活性氢组份含量为0.5wt%，粘度为680mPa.s。
经过上述实例可见，本发明的含氢硅油含氢量为0.1-1.2wt%，具有高折射率、高透光率、耐高温等优良特性，作为加成型硅橡胶和硅树脂的交联剂，可提高加成型硅橡胶和硅树脂的力学性能和热性能，且其原料易得，生产工艺简单，生产周期短，适合工业化生产。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。

Claims (10)

1.一种含氢硅油的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、以高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷作为反应单体，并加入有机溶剂和端氢封端剂，在酸性催化剂作用下进行聚合反应；
B、聚合反应结束后，将得到的反应液水洗至中性，在高温下脱去其中的低沸物，即可得到含氢硅油。
2.按照权利要求1所述的含氢硅油的制备方法，其特征在于：所述的高含氢聚硅氧烷是高含氢硅油KF-99、高含氢硅油TSF-484、高含氢硅油KCC中的一种或两种以上的组合。
3.按照权利要求1或2所述的含氢硅油的制备方法，其特征在于：所述环硅氧烷是六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷中的一种或两种以上的组合。
4.按照权利要求3所述的含氢硅油的制备方法，其特征在于：所述高含氢聚硅氧烷和环硅氧烷的质量比为1:10-10:1。
5.按照权利要求4所述的含氢硅油的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂是甲苯、二甲苯、丙酮、丁酮、四氯化碳、乙酸乙酯、乙酸丁酯、氯仿、乙醚、二甲基酰胺、二氯甲烷、甲醇、乙醇中的一种或两种以上的组合，且其添加量为高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷总质量的0.2-5倍。
6.按照权利要求5所述的含氢硅油的制备方法，其特征在于：所述端氢封端剂是四甲基二氢二硅氧烷，且其添加量为高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷总质量的2%-10%。
7.按照权利要求6所述的含氢硅油的制备方法，其特征在于：所述酸性催化剂是浓度为98wt%的硫酸、浓度为36-37wt%的盐酸、硝酸、乙酸、次氯酸、氯磺酸、甲酸、高氯酸、强酸性阳离子交换树脂和酸性白土中的一种或两种以上的组合，且用量为高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷总质量的5%-40%。
8.按照权利要求7所述的含氢硅油的制备方法，其特征在于：所述聚合反应是在高速搅拌的情况下进行，聚合反应时间为1-15小时，温度为20-200℃。
9.按照权利要求8所述的含氢硅油的制备方法，其特征在于：所述的水洗过程如下：向聚合反应后得到的反应液中加入水，并对水和反应液的混合液进行搅拌；然后静置，混合液分成有机层和水层，所述的有机层含有有机溶剂、端氢含氢硅油、未反应的高含氢量聚硅氧烷和环硅氧烷单体以及含氢封端剂，所述的水层含水和酸性催化剂，然后去掉水层，如此反复4次。
10.按照权利要求9所述的含氢硅油的制备方法，其特征在于：所述的低沸物包括有机溶剂、残留的水、未反应的高含氢量聚硅氧烷单体以及含氢封端剂，脱除低沸物的脱除真空度为0.06MPa-0.095MPa，温度为150-250℃。
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