CN108003185A - 一种六甲基二苯基三硅氧烷的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于合成有机硅化合物的技术领域，公开了一种六甲基二苯基三硅氧烷的制备方法，由以下步骤组成：室温搅拌下，向二苯基硅二醇、正庚烷和固体酸催化剂的混合分散液中滴加六甲基二硅氧烷，滴加完毕后，升温至50~70℃继续搅拌2~4h，冷却至室温，过滤掉固体酸催化剂，滤液减压精馏，截取172℃/18mmHg的馏分，得到六甲基二苯基三硅氧烷。本发明采用无水体系反应，避免了二苯基二甲氧基硅烷在水体系中易发生自身水解缩合生成聚合物。本发明提供了一种工艺简单、质量稳定、收率高的六甲基二苯基三硅氧烷的制备方法。
Description
技术领域
本发明属于合成有机硅化合物的技术领域，具体涉及一种六甲基二苯基三硅氧烷的制备方法。
背景技术
六甲基二苯基三硅氧烷属于苯基硅油的范畴，是一种特殊结构的苯基硅油，具有最小的聚合度，即聚合度为1。其同样具有苯基硅油的性质，可以作为高分子材料、涂料、油漆、日化等产品的稀释剂、分散剂、助溶剂、介质油等。
所述的六甲基二苯基三硅氧烷结构式如下：
外观无色透明液体，折射率（25℃）：1.493，沸点：172℃/18mmHg。
六甲基二苯基三硅氧烷是一种重要的有机硅产品，可用于苯基硅油、苯基硅树脂、苯基硅橡胶等的封端剂、稀释剂、分散剂；还可以用作聚氨酯树脂、环氧树脂、丙烯酸树脂、PP、PET、PE等的分散剂、助溶剂，赋予新产品耐高低温、耐辐射、耐老化、高光泽等性能；具有高折射率，与高分子材料相溶性好，可用作稀释剂。
通常，折射率相差0.02的甲基有机硅产品和苯基有机硅产品是不相溶的，所以要想获得相溶性好、透明度高的有机硅产品，必须选择折射率相同或相近的原料。而六甲基二苯基三硅氧烷由于其特殊的分子结构，能够与任意折射率的有机硅原料相溶，获得透明的产品，还能与其它高分子材料相溶。
六甲基二苯基三硅氧烷由于具有最小的聚合度，其低粘度、高折射率的特性，能降低产品的粘度，赋予滑爽、不油腻、易流平分散的特点。
通常，以二苯基二氯硅烷或二苯基二甲氧基硅烷 、六甲基二硅氧烷、水为原料，在催化剂作用下进行水解、缩合，生成不同聚合度的苯基聚硅氧烷混合物，其中含有2~4%的单聚合度的六甲基二苯基三硅氧烷，但收率低。在上述水相反应体系中，二苯基二氯硅烷或二苯基二甲氧基硅烷的水解速率和六甲基二硅氧烷的封端速率具有较大的差异，不可避免地会发生二苯基二氯硅烷或二苯基二甲氧基硅烷自身水解缩合反应，而很难与封端剂形成大量的单聚合度的六甲基二苯基三硅氧烷，故要想获得大量的六甲基二苯基三硅氧烷，采用水相水解和高温蒸馏是较难规模化的。
发明内容
为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种工艺简单、质量稳定、收率高的六甲基二苯基三硅氧烷的制备方法。
本发明的目的通过下述技术方案得以实现，六甲基二苯基三硅氧烷的制备方法由以下步骤组成：
室温搅拌下，向二苯基硅二醇、正庚烷和固体酸催化剂的混合分散液中滴加六甲基二硅氧烷，滴加完毕后，升温至50~70℃继续搅拌2~4h，冷却至室温，过滤掉固体酸催化剂，滤液减压精馏，截取172℃/18mmHg的馏分，得到六甲基二苯基三硅氧烷。
本发明的反应方程式为：
所述正庚烷的用量为二苯基硅二醇质量的200~400%。
所述六甲基二硅氧烷的用量为二苯基硅二醇质量的100~150%。
所述固体酸催化剂用量为二苯基硅二醇质量的10~20%。
所述固体酸催化剂为强酸性阳离子树脂。
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
（1）本发明采用无水体系反应，避免了以二苯基二氯硅烷或二苯基二甲氧基硅烷为原料在水体系中易发生自身水解缩合生成聚合物的情况，而主要生成单聚合度分子；
（2）本发明采用的催化剂为固体酸催化剂，与体系不相溶，反应结束后只要进行过滤分离即可，不需要进行中和处理；
（3）采用向二苯基硅二醇、正庚烷和固体酸催化剂的混合分散液中滴加六甲基二硅氧烷的方式，二苯基硅二醇不溶于正庚烷，只能形成混浊的分散液，但是当六甲基二硅氧烷与二苯基硅二醇发生后，生成的六甲基二苯基三硅氧烷却可以与正庚烷相溶，所以随着反应的进行，体系会由白色混浊逐渐变透明，便于观察实验效果；
（4）因为二苯基硅二醇不溶于正庚烷，为非均相体系，二苯基硅二醇优先与六甲基二硅氧烷反应，可有效抑制二苯基硅二醇脱水聚合生成苯基环硅氧烷和聚二苯基硅二醇；
（5）本发明合成六甲基二苯基三硅氧烷的方法，收率高，远大于水相反应体系获得的六甲基二苯基三硅氧烷。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的解说，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
向安装温度计、恒压滴液漏斗、搅拌器、冷凝管的2L干燥四口烧瓶中加入432g正庚烷，称取216g二苯基硅二醇、21.6g强酸性阳离子树脂（商品牌号LDX-604）加入烧瓶中，形成混合分散液，经恒压滴液漏斗缓慢滴加216g六甲基二硅氧烷，滴加时间1h，滴加完毕后升温至70℃继续搅拌2h，体系变透明，冷却至室温，过滤掉强酸性阳离子树脂，滤液减压蒸馏，截取172℃/18mmHg的馏分，得到无色透明液体，即为六甲基二苯基三硅氧烷。称重331g，收率为91.94%，色谱检测含量为99.76%。
实施例2
向安装温度计、恒压滴液漏斗、搅拌器、冷凝管的2L干燥四口烧瓶中加入648g正庚烷，称取216g二苯基硅二醇、32.4g强酸性阳离子树脂（商品牌号LDX-604）加入烧瓶中，形成混合分散液，经恒压滴液漏斗缓慢滴加260g六甲基二硅氧烷，滴加时间1h，滴加完毕后升温至50℃继续搅拌3h，体系变透明，冷却至室温，过滤掉强酸性阳离子树脂，滤液减压蒸馏，截取172℃/18mmHg的馏分，得到无色透明液体，即为六甲基二苯基三硅氧烷。称重326g，收率为90.56%，色谱检测含量为99.56%。
实施例3
向安装温度计、恒压滴液漏斗、搅拌器、冷凝管的2L干燥四口烧瓶中加入864g正庚烷，称取216g二苯基硅二醇、43.2g强酸性阳离子树脂（商品牌号LDX-604）加入烧瓶中，形成混合分散液，经恒压滴液漏斗缓慢滴加324g六甲基二硅氧烷，滴加时间2h，滴加完毕后升温至60℃继续搅拌2h，体系变透明，冷却至室温，过滤掉强酸性阳离子树脂，滤液减压蒸馏，截取172℃/18mmHg的馏分，得到无色透明液体，即为六甲基二苯基三硅氧烷。称重333g，收率为92.50%，色谱检测含量为99.61%。
实施例4
向安装温度计、恒压滴液漏斗、搅拌器、冷凝管的2L干燥四口烧瓶中加入500g正庚烷，称取216g二苯基硅二醇、30g强酸性阳离子树脂（商品牌号Dowex50WX2-400）加入烧瓶中，形成混合分散液，经恒压滴液漏斗缓慢滴加300g六甲基二硅氧烷，滴加时间2h，滴加完毕后升温至70℃继续搅拌2h，体系变透明，冷却至室温，过滤掉强酸性阳离子树脂，滤液减压蒸馏，截取172℃/18mmHg的馏分，得到无色透明液体，即为六甲基二苯基三硅氧烷。称重325g，收率为90.28%，色谱检测含量为99.68%。
实施例5
向安装温度计、恒压滴液漏斗、搅拌器、冷凝管的2L干燥四口烧瓶中加入600g正庚烷，称取216g二苯基硅二醇、35g强酸性阳离子树脂（商品牌号Dowex50WX2-400）加入烧瓶中，形成混合分散液，经恒压滴液漏斗缓慢滴加320g六甲基二硅氧烷，滴加时间2h，滴加完毕后升温至70℃继续搅拌3h，体系变透明，冷却至室温，过滤掉强酸性阳离子树脂，滤液减压蒸馏，截取172℃/18mmHg的馏分，得到无色透明液体，即为六甲基二苯基三硅氧烷。称重329g，收率为91.39%，色谱检测含量为99.72%。
实施例6
向安装温度计、恒压滴液漏斗、搅拌器、冷凝管的2L干燥四口烧瓶中加入700g正庚烷，称取216g二苯基硅二醇、40g强酸性阳离子树脂（商品牌号Dowex50WX2-400）加入烧瓶中，形成混合分散液，经恒压滴液漏斗缓慢滴加280g六甲基二硅氧烷，滴加时间1h，滴加完毕后升温至60℃继续搅拌4h，体系变透明，冷却至室温，过滤掉强酸性阳离子树脂，滤液减压蒸馏，截取172℃/18mmHg的馏分，得到无色透明液体，即为六甲基二苯基三硅氧烷。称重332g，收率为92.22%，色谱检测含量为99.52%。
实施例7
向安装温度计、恒压滴液漏斗、搅拌器、冷凝管的2L干燥四口烧瓶中加入450g正庚烷，称取216g二苯基硅二醇、22g强酸性阳离子树脂（商品牌号732）加入烧瓶中，形成混合分散液，经恒压滴液漏斗缓慢滴加250g六甲基二硅氧烷，滴加时间1h，滴加完毕后升温至70℃继续搅拌3h，体系变透明，冷却至室温，过滤掉强酸性阳离子树脂，滤液减压蒸馏，截取172℃/18mmHg的馏分，得到无色透明液体，即为六甲基二苯基三硅氧烷。称重338g，收率为93.89%，色谱检测含量为99.22%。
实施例8
向安装温度计、恒压滴液漏斗、搅拌器、冷凝管的2L干燥四口烧瓶中加入480g正庚烷，称取216g二苯基硅二醇、40g强酸性阳离子树脂（商品牌号732）加入烧瓶中，形成混合分散液，经恒压滴液漏斗缓慢滴加320g六甲基二硅氧烷，滴加时间2h，滴加完毕后升温至50℃继续搅拌4h，体系变透明，冷却至室温，过滤掉强酸性阳离子树脂，滤液减压蒸馏，截取172℃/18mmHg的馏分，得到无色透明液体，即为六甲基二苯基三硅氧烷。称重340g，收率为94.44%，色谱检测含量为99.41%。
Claims (5)
1.一种六甲基二苯基三硅氧烷的制备方法，其特征在于由以下步骤组成：室温搅拌下，向二苯基硅二醇、正庚烷和固体酸催化剂的混合分散液中滴加六甲基二硅氧烷，滴加完毕后，升温至50~70℃继续搅拌2~4h，冷却至室温，过滤掉固体酸催化剂，滤液减压精馏，截取172℃/18mmHg的馏分，得到六甲基二苯基三硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的六甲基二苯基三硅氧烷的制备方法，其特征在于所述正庚烷的用量为二苯基硅二醇质量的200~400%。
3.根据权利要求1所述的六甲基二苯基三硅氧烷的制备方法，其特征在于所述六甲基二硅氧烷的用量为二苯基硅二醇质量的100~150%。
4.根据权利要求1所述的六甲基二苯基三硅氧烷的制备方法，其特征在于所述固体酸催化剂用量为二苯基硅二醇质量的10~20%。
5.根据权利要求1或4所述的六甲基二苯基三硅氧烷的制备方法，其特征在于所述固体酸催化剂为强酸性阳离子树脂。
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