CN108690198B - 一种三(五氟苯基)硼烷催化制备甲基苯基硅油的方法 - Google Patents

一种三(五氟苯基)硼烷催化制备甲基苯基硅油的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及有机硅化工领域，为解决目前甲基苯基硅油单体生产困难，反应复杂，存在易燃易爆隐患，产物收率低等问题，本发明提供了一种在三(五氟苯基)硼烷催化剂作用下，由含氢硅油为原料制备甲基苯基硅油的方法，该方法工艺简单，反应条件温和，原料易得，成本低，易于工业化生产。

Description

一种三(五氟苯基)硼烷催化制备甲基苯基硅油的方法
技术领域
本发明涉及有机硅化工领域，具体地说涉及一种三(五氟苯基)硼烷催化制备甲基苯基硅油的方法。
背景技术
甲基苯基硅油具有优异的耐高低温性、润滑性和耐辐照性，是发展前景广阔的产品，可用作高温加热油、电子、电气设备的高低温润滑油、耐高温耐辐照加成型硅橡胶。甲基苯基硅油作为织物整理剂可显著提高织物的光滑性和柔顺性，并给予织物良好的疏水拒油性。甲基苯基硅油与化妆品成分的相溶性比甲基硅油好，对热及紫外线稳定，并有独特的光泽性，常被用作护肤品等个人护理品添加剂。其次，甲基苯基硅油还具有高透光率、高折射率、热稳定性好、耐辐照等特点，可以用作LED封装材料。
目前，已经有多篇文献报导了甲基苯基硅油的合成方法，例如，中国专利CN103304818B报导了二甲基二氯硅烷和二苯基二氯硅烷的混合溶液，滴加丙酮和水的混合水溶液进行水解，经缩合反应得到甲基苯基硅油产品。中国专利CN103709407B则是把二苯基二甲基环硅氧烷，在封端剂和催化剂作用下，聚合得到苯基硅油。中国专利CN105111445A以氢氧化钾硅醇盐，催化甲基苯基混合环体，八甲基环四硅氧烷和四甲基环四硅氧烷等聚合得到甲基苯基硅油。上述方法虽然都可以得到高质量的甲基苯基硅油或苯基硅油产品，但是却都需要以苯基单体，或者是以苯基单体制备的环硅氧烷等为起始原料，而苯基单体的合成方法目前主要有格式法，钠缩法等。这些制备工艺普遍存在着用到易燃易爆原料，工艺复杂、危险程度高、安全性欠佳等难题，因此直接影响了苯基硅油的生产和利用。
发明内容
为解决目前甲基苯基硅油单体生产困难，反应复杂，存在易燃易爆隐患，产物收率低等问题，本发明提供了一种在三(五氟苯基)硼烷催化剂作用下，由含氢硅油为原料制备甲基苯基硅油的方法，该方法工艺简单，反应条件温和，原料易得，成本低，易于工业化生产。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种三(五氟苯基)硼烷催化制备甲基苯基硅油的方法为以下步骤：以含氢硅油为原料，在三(五氟苯基)硼烷催化剂的作用下，与苯基卤化物偶联反应，经减压脱除小分子低沸物后即可得到甲基苯基硅油。
具体反应步骤为在氮气保护下，加三(五氟苯基)硼烷催化剂，苯基卤化物及溶剂于反应容器中；一定温度下，缓慢滴加含氢硅油，滴加完后继续搅拌加热，反应后得到产物，脱除低沸物和溶剂，得到甲基苯基硅油。
苯基卤化物选自氯苯、溴苯、碘苯中一种。含氢硅油的含氢量为0.1-0.8％，25℃时粘度为50-1000mPa·s。苯基卤化物与含氢硅油的含氢量的摩尔比为1.0～1.3∶1。
所用催化剂为三(五氟苯基)硼烷，分子式为：B(C6F5)3，所述催化剂使用量为卤代苯质量的0.1～5％。三(五氟苯基)硼烷是一种强Lewis酸，即使在270℃的高温下也能稳定存在且对水、氧稳定。三(五氟苯基)硼烷与水能形成稳定的配合物而不发生分解。
作为优选，偶联的反应温度为60-120℃，反应时间为3-8h。反应容器为装有搅拌器和温度计探头的反应釜。
作为优选，溶剂选自甲苯、二甲苯中一种，使用量为苯基卤化物质量的0.5-2倍。
作为优选，脱低沸的温度为90～105℃；真空度为-0.05～-0.095MPa。
本发明通过三(五氟苯基)硼烷催化苯基卤化物与含氢硅油反应直接得到粘度可控，分子量分布均匀，重复性好的甲基苯基硅油。该发明改变了传统的先合成苯基单体，然后再聚合的方法，有效避免了苯基单体合成困难，反应复杂等问题。制得的甲基苯基硅油具有优良的耐高低温性、润滑性、与有机溶剂相溶性好等优点，可广泛用于金属制品的热处理油，高温加热油，高低温润滑油脂，护肤品和护发素等个人护理品的添加剂等。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)制备方法简单，有效避免了苯基单体合成困难，反应复杂等问题；
(2)制得的甲基苯基硅油具有透明性好、收率高、分子量分布均匀、粘度可控、重复性好等优点。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，实施例中所用原料均可市购或采用常规方法制备。
实施例1：
在氮气保护下，在500L的反应釜中加入102Kg碘苯，0.1Kg三(五氟苯基)硼烷催化剂，100Kg甲苯的预混液，温度控制在90℃，慢慢加入100Kg含氢硅油(含氢量0.5％)，加入过程约2-3小时，继续搅拌反应6h，升温至105℃，控制真空度-0.095MPa以上，脱除低分子物，得到澄清透明的甲基苯基硅油。
实施例2：
在氮气保护下，在500L的反应釜中加入122Kg碘苯，5Kg三(五氟苯基)硼烷催化剂，150Kg甲苯的预混液，温度控制在60℃，慢慢加入62.5Kg含氢硅油(含氢量0.8％)，加入过程约2-3小时，继续搅拌反应3h，升温至100℃，控制真空度-0.095MPa以上，脱除低分子物，得到澄清透明的甲基苯基硅油。
实施例3：
在氮气保护下，在500L的反应釜中加入42Kg碘苯，0.4Kg三(五氟苯基)硼烷催化剂，84Kg甲苯的预混液，温度控制在120℃，慢慢加入200Kg含氢硅油(含氢量0.1％)，加入过程约2-3小时，继续搅拌反应8h，温度控制至95℃，控制真空度-0.095MPa以上，脱除低分子物，得到澄清透明的甲基苯基硅油。
实施例4：
在氮气保护下，在500L的反应釜中加入112Kg碘苯，0.1Kg三(五氟苯基)硼烷催化剂，100Kg甲苯的预混液，温度控制在110℃，慢慢加入100Kg含氢硅油(含氢量0.5％)，加入过程约2-3小时，继续搅拌反应6h，温度控制至100℃，控制真空度-0.095MPa以上，脱除低分子物，得到澄清透明的甲基苯基硅油。
实施例5：
在氮气保护下，在500L的反应釜中加入102Kg碘苯，1Kg三(五氟苯基)硼烷催化剂，50Kg甲苯的预混液，温度控制在90℃，慢慢加入100Kg含氢硅油(含氢量0.5％)，加入过程约2-3小时，继续搅拌反应8h，在90℃，控制真空度-0.095MPa以上，脱除低分子物，得到澄清透明的甲基苯基硅油。
实施例6：
在500L的反应釜中加入53Kg碘苯，0.42Kg三(五氟苯基)硼烷催化剂，63Kg甲苯的预混液，温度控制在60℃，慢慢加入200Kg含氢硅油(含氢量0.1％)，加入过程约2-3小时，继续搅拌反应6h，升温至105℃，控制真空度-0.095MPa以上，脱除低分子物，得到澄清透明的甲基苯基硅油。
测试例
以采用常规方法制备的市售苯基硅油作为对比例进行比较，比较结果如表1所示，
表1：
Figure BDA0001661639560000041

Claims (6)

1.一种三(五氟苯基)硼烷催化制备甲基苯基硅油的方法，其特征在于，所述的制备方法为以下步骤：以含氢硅油为原料，在三(五氟苯基)硼烷催化剂的作用下，与苯基卤化物偶联反应，经减压脱除小分子低沸物后即可得到甲基苯基硅油，含氢硅油的含氢量为0.1-0.8%。
2.根据权利要求1所述的一种三(五氟苯基)硼烷催化制备甲基苯基硅油的方法，其特征在于，苯基卤化物选自氯苯、溴苯、碘苯中一种。
3.根据权利要求1所述的一种三(五氟苯基)硼烷催化制备甲基苯基硅油的方法，其特征在于，含氢硅油25℃时粘度为50-1000mPa•s。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种三(五氟苯基)硼烷催化制备甲基苯基硅油的方法，其特征在于，苯基卤化物与含氢硅油的含氢量的摩尔比为1.0～1.3：1。
5.根据权利要求1或2所述的一种三(五氟苯基)硼烷催化制备甲基苯基硅油的方法，其特征在于，所述催化剂使用量为卤代苯质量的0.1~5%。
6.根据权利要求1所述的一种三(五氟苯基)硼烷催化制备甲基苯基硅油的方法，其特征在于，偶联的反应温度为60-120℃，反应时间为3-8h。
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