CN1513858A - 一种多羟基倍半硅氧烷的制备方法 - Google Patents

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一种多羟基倍半硅氧烷的制备方法，制备的多羟基倍半硅氧烷，可作为制备各类有机－无机杂化纳米结构材料的中间体。本发明是按照下述催化剂配比及方法制得：(1)在真空条件下，使三乙氧基硅烷与苯醚按照1∶2摩尔比例反应，反应温度为30～70℃，反映时间为20～30小时，反应产物为硅烷单体。(2)把(1)产的硅烷单体按1∶1～2的比例溶于四氢呋喃，并按H2O∶Si＝1～6加水，按NaOH∶Si＝0.4～0.6、CHOOH∶Si＝1～6和NaOH∶Si＝0.01～0.1加入酸或碱催化剂，在30～70℃条件下，水解缩合反应20～30小时，可分别得到三类多羟基倍半硅氧烷。每个倍半硅氧烷都有18个活性羟基基团，可进一步组装合成预期的有机－无机杂化功能材料。由于纳米颗粒均匀地键合在有机本体中，克服了传统复合材料中纳米颗粒团聚现象及分散度较差等不足，易于推广。

Description

一种多羟基倍半硅氧烷的制备方法
技术领域：本发明涉及一种多羟基倍半硅氧烷制备方法，制备的多羟基倍半硅氧烷，可作为制备各类有机-无机杂化纳米结构材料的中间体(纳米颗粒或结构单元)，属于化工领域。
背景技术：近年来，有机—无机杂化纳米结构材料已成为国内外复合材料研究领域的前沿课题，该材料被国外称为新一代主导材料。传统制备纳米复合材料的过程如下：首先利用溶胶—凝胶法制备纳米凝胶颗粒，然后将凝胶干燥、烧结、研磨成粉，最后用机械或物理的方法将纳米颗粒(粉末)掺混到本体中，形成复合纳米材料。这种合成工艺不仅过程复杂，而且纳米颗粒在体系中有团聚现象，分散度较差等不足。
发明内容：本发明的目的是制备一种有机-无机杂化纳米结构材料的中间体—多羟基倍半硅氧烷。该中间体可进一步组装合成预期的有机-无机杂化功能材料。该中间体不仅合成工艺简单有效，而且纳米颗粒均匀地键合在有机本体中，克服了传统复合材料中纳米颗粒团聚现象及分散度较差等不足，易于推广。多羟基倍半硅氧烷的制备方法概述如下：第一步是制备硅烷单体。在真空条件下，使(3-氨丙基)三乙氧基硅烷与(2，3-环氧丙基)苯醚按照1∶2摩尔比例反应，反应温度为30～70℃，反应时间为20～30小时，反应产物为N-(2-二羟基丙基苯醚)-3-氨丙基三乙氧基硅烷[R2N(CH2)3Si(OC2H5)3，R＝(C6H5)OCH2CH(OH)CH2]。第二步是制备多羟基倍半硅氧烷。把第一步产的硅烷单体按1∶1～2的比例溶于四氢呋喃，并按H2O∶Si＝1～6的比例加入水，温度在30～70℃条件下，水解缩合反应为20～30小时。此步开始时，分别加入不同比例酸或碱催化剂，可分别制备三类不同的多羟基倍半硅氧烷：(1)按NaOH∶Si＝0.4～0.6的用量比例加入氢氧化钠时，产物为单一的多羟基有机-无机纳米结构单元T8(OH)2[T＝R2N(CH2)3SiO1.5，R＝(C6H5)OCH2CH(OH)CH2](单一形态的多羟基倍半硅氧烷)，此中间体可进行单元与单元之间的挂链和桥连组装，组装成具有特殊功能的材料；(2)按CHOOH∶Si＝1～6的用量比例加入甲酸时，产物主要成分为多形态的多羟基倍半硅氧烷中间体T8～T10，此中间体可用于制备性能较强的功能薄膜或块体材料；(3)按NaOH∶Si＝0.01～0.1的用量比例加入氢氧化钠时，产物为聚合度较低的多形态的多羟基倍半硅氧烷中间体T5～T10，此中间体可用于制备性能较强的薄膜或块体材料。
以上三类多羟基倍半硅氧烷为粘稠状液态，此产物也可经多次溶水提纯后，在80～110℃下加热20～30小时，然后研磨成白色粉末。
本发明的特点在于：(1)合成工艺简单有效，产业化可用现有的一般化工设备即可；(2)可以通过控制合成条件来控制的尺寸，进行分子组装，从而可制备具有特殊宏观性能的预期材料；(3)制备的材料中，无机纳米颗粒能均匀地键合在有机本体中，使其宏观性能大大优于两相掺混复合的纳米材料。
具体实施例：
实施例1：
第一步是制备硅烷单体。在真空条件下，使(3-氨丙基)三乙氧基硅烷与(2，3-环氧丙基)苯醚按照1∶2的摩尔比例反应，反应在50℃温度条件下，进行24小时，反应产物为N-(2-二羟基丙基苯醚)-3-胺丙基三乙氧基硅烷[R2N(CH2)3Si(OC2H5)3，R＝(C6H5)OCH2CH(OH)CH2]。第二步是制备多羟基倍半硅氧烷。把第一步的产物按1∶1.5的比例溶于四氢呋喃(THF)，并按H2O∶Si＝3的用量比例加入水，按NaOH∶Si＝0.5的用量比例加入氢氧化钠(催化剂)，在50℃的温度条件下，水解缩合反应24小时，即为粘稠状、单一形态的倍半硅氧烷(多羟基有机-无机纳米结构单元)T8(OH)2[T＝R2N(CH2)3SiO1.5，R＝(C6H5)OCH2CH(OH)CH2]。产物可经多次溶水提纯后，在95℃下加热24小时，然后研磨成白色粉末。此产物可作为结构组装中间体(纳米颗粒或结构单元)，进行单元与单元之间的挂链和桥连组装，组装制备具有耐高温、高强度、超透明、低介电常数等功能的有机-无机杂化纳米结构材料。
实施例2：
(第一步与实施例1.中的第一步内容相同)第二步是制备多羟基倍半硅氧烷。把第一步的产物按1∶1.5的比例溶于四氢呋喃(THF)，并按H2O∶Si＝3的用量比例加入水，按CHOOH Si＝3的用量比例加入甲酸(催化剂)，在50℃的温度条件下，水解缩合反应24小时，产物为粘稠状、多形态的多羟基倍半硅氧烷中间体T8～T10。此产物经多次溶水提纯后，在95℃下加热24小时，可研磨成白色粉末。此中间体可用于制备具有较强的热力学、力学、电学、光学等性能的有机-无机杂化纳米功能材料，成本较低。
实施例3：
(第一步与实施例1.中的第一步内容相同)第二步是制备多羟基倍半硅氧烷中间体。把第一步的产物按1∶1.5的比例溶于四氢呋喃(THE)，并按H2O∶Si＝3的用量比例加入水，按NaOH∶Si＝0.05的用量比例加入氢氧化钠(催化剂)，在50℃的温度条件下，水解缩合反应24小时，产物为聚合度较低的粘稠状、多形态的多羟基倍半硅氧烷中间体T5～T10。此产物经多次溶水提纯后，在95℃下加热24小时，可研磨成白色粉末。此中间体可用于制备具有较强的热力学、力学、电学、光学等性能的薄膜或块体材料，成本较低。

Claims (5)

1.一种多羟基倍半硅氧烷的制备方法，其特征在于：该多羟基倍半硅氧烷是按照控制酸或碱催化剂的比例及不同工艺条件制得：第一步是制备硅烷单体，在真空条件下，使(3-氨丙基)三乙氧基硅烷与(2，3-环氧丙基)苯醚按照1∶2摩尔比例反应，反应温度为30～70℃，反应时间为20～30小时，反应产物为N-[(2-二羟基丙基苯醚)]-3-氨丙基三乙氧基硅烷[R2N(CH2)3Si(OC2H5)3，R＝(C6H5)OCH2CH(OH)CH2]；第二步是制备多羟基倍半硅氧烷，把硅烷单体按1∶1～2的比例溶于四氢呋喃，并按H2O∶Si＝1～6的比例加入水，温度在30～70℃条件下，水解缩合反应为20～30小时，此步开始时，分别加入不同比例酸或碱催化剂，可分别制备三类不同的多羟基倍半硅氧烷∶
(1)按NaOH∶Si＝0.4～0.6的用量比例加入氢氧化钠时，产物为单一的多羟基有机-无机纳米结构单元T8(OH)2[T＝R2N(CH2)3SiO1.5，R＝(C6H5)OCH2CH(OH)CH2]；
(2)按CHOOH∶Si＝1～6的用量比例加入甲酸时，产物主要成分为多形态的多羟基倍半硅氧烷中间体T8～T10；
(3)按NaOH∶Si＝0.01～0.1的用量比例加入氢氧化钠时，产物为聚合度较低的多形态的多羟基倍半硅氧烷中间体T5～T10；
2.根据权利要求1所述的一种多羟基倍半硅氧烷的制备方法，其特征在于所述三类多羟基倍半硅氧烷为粘稠状液态，此产物也可经多次溶水提纯后，在80～110℃下加热20～30小时，然后研磨制备成白色粉末状态。
3.根据权利要求1所述的一种多羟基倍半硅氧烷的制备方法，其特征在于制备过程中控制酸或碱催化剂的比例及工艺条件不同，第一步是制备硅烷单体，在真空条件下，使(3-氨丙基)三乙氧基硅烷与(2，3-环氧丙基)苯醚按照1∶2的摩尔比例反应，反应在50℃温度条件下，进行24小时，反应产物为N-(2-二羟基丙基苯醚)-3-胺丙基三乙氧基硅烷[R2N(CH2)3Si(OC2H5)3，R＝(C6H5)OCH2CH(OH)CH2]；第二步是制备多羟基倍半硅氧烷，把第一步的产物按1∶1.5的比例溶于四氢呋喃，并按H2O∶Si＝3的用量比例加入水，按NaOH∶Si＝0.5的用量比例加入氢氧化钠，在50℃的温度条件下，水解缩合反应24小时，产物经多次溶水提纯后，在95℃下加热24小时，然后研磨成白色粉末，即为多羟基有机-无机纳米结构单元T8(OH)2[T＝R2N(CH2)3SiO1.5，R＝(C6H5)OCH2CH(OH)CH2]。
4.根据权利要求1所述的一种多羟基倍半硅氧烷的制备方法，其特征在于，制备过程中控制酸或碱催化剂的比例及工艺条件不同，第一步与实施例1.中的第一步内容相同；第二步是制备多羟基倍半硅氧烷，把第一步的产物按1∶1.5的比例溶于四氢呋喃，并按H2O∶Si＝3的用量比例加入水，按CHOOH Si＝3的用量比例加入甲酸，在5 0℃的温度条件下，水解缩合反应24小时，产物的主要成分为多形态的多羟基倍半硅氧烷中间体T8～T10。
5.根据权利要求1所述的一种多羟基倍半硅氧烷的制备方法，其特征在于，制备过程中控制酸或碱催化剂的比例及工艺条件不同，第一步与实施例1.中的第一步内容相同；第二步是制备多羟基倍半硅氧烷中间体，把第一步的产物按1∶1.5的比例溶于四氢呋喃，并按H2O∶Si＝3的用量比例加入水，按NaOH∶Si＝0.05的用量比例加入氢氧化钠，在50℃的温度条件下，水解缩合反应24小时，产物为聚合度较低的多形态的多羟基倍半硅氧烷中间体T5～T10。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1331870C (zh) * 2004-10-27 2007-08-15 西北工业大学 一种制备带环氧基倍半硅氧烷的方法
CN100351314C (zh) * 2005-04-28 2007-11-28 陈俊光 水基型有机硅树脂防水剂及其制造方法
CN101072896B (zh) * 2004-12-17 2010-05-05 陶氏康宁公司 形成抗反射涂层的方法
CN101440161B (zh) * 2007-11-23 2011-06-01 第一毛织株式会社 疏水和耐碱性优异的硅酮粒子、其制备方法和涂料组合物
CN104263022A (zh) * 2014-10-23 2015-01-07 国网辽宁省电力有限公司营口供电公司 一种添加羟基倍半硅氧烷的硅酸钾涂料及其制备方法
CN108948073A (zh) * 2018-08-15 2018-12-07 哈尔滨工业大学 一种多羟基倍半硅烷的制备方法
CN109053795A (zh) * 2018-08-15 2018-12-21 哈尔滨工业大学 一种多甲基丙烯酰氧基倍半硅烷的制备方法
CN110483777A (zh) * 2019-09-10 2019-11-22 哈尔滨工业大学 一种多硅羟基poss的合成方法
CN110520430A (zh) * 2017-04-20 2019-11-29 国立研究开发法人产业技术综合研究所 硅烷醇化合物及硅烷醇化合物的制造方法
CN113840862A (zh) * 2019-05-22 2021-12-24 信越化学工业株式会社 含有氨基烷基的有机聚硅氧烷和纤维处理剂

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1331870C (zh) * 2004-10-27 2007-08-15 西北工业大学 一种制备带环氧基倍半硅氧烷的方法
CN101072896B (zh) * 2004-12-17 2010-05-05 陶氏康宁公司 形成抗反射涂层的方法
CN100351314C (zh) * 2005-04-28 2007-11-28 陈俊光 水基型有机硅树脂防水剂及其制造方法
CN101440161B (zh) * 2007-11-23 2011-06-01 第一毛织株式会社 疏水和耐碱性优异的硅酮粒子、其制备方法和涂料组合物
CN104263022A (zh) * 2014-10-23 2015-01-07 国网辽宁省电力有限公司营口供电公司 一种添加羟基倍半硅氧烷的硅酸钾涂料及其制备方法
CN110520430A (zh) * 2017-04-20 2019-11-29 国立研究开发法人产业技术综合研究所 硅烷醇化合物及硅烷醇化合物的制造方法
CN110520430B (zh) * 2017-04-20 2023-09-05 国立研究开发法人产业技术综合研究所 硅烷醇化合物及硅烷醇化合物的制造方法
CN109053795A (zh) * 2018-08-15 2018-12-21 哈尔滨工业大学 一种多甲基丙烯酰氧基倍半硅烷的制备方法
CN108948073B (zh) * 2018-08-15 2020-07-28 哈尔滨工业大学 一种多羟基倍半硅氧烷的制备方法
CN108948073A (zh) * 2018-08-15 2018-12-07 哈尔滨工业大学 一种多羟基倍半硅烷的制备方法
CN113840862A (zh) * 2019-05-22 2021-12-24 信越化学工业株式会社 含有氨基烷基的有机聚硅氧烷和纤维处理剂
EP3974464A4 (en) * 2019-05-22 2023-06-14 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. AMINOALKYL GROUP CONTAINING ORGANOPOLYSILOXANE AND FIBER TREATMENT AGENT
CN113840862B (zh) * 2019-05-22 2024-02-06 信越化学工业株式会社 含有氨基烷基的有机聚硅氧烷和纤维处理剂
CN110483777A (zh) * 2019-09-10 2019-11-22 哈尔滨工业大学 一种多硅羟基poss的合成方法
CN110483777B (zh) * 2019-09-10 2022-02-08 哈尔滨工业大学 一种多硅羟基poss的合成方法

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