一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法。該方法是采用采用粘度為30～50CS、環(huán)體含量為20～30%的二甲水解物為封端劑，二甲基環(huán)硅氧烷（DMC）為原料，以硅醇鉀為催化劑，催化劑用量為10～50ppm，在溫度120～170℃下合成粘度為10000～600000CS的羥基封端聚二甲基硅氧烷。該羥基封端聚二甲基硅氧烷可用于配制電氣、電子裝置用膠粘劑、灌封料、密封劑等。本發(fā)明制備過程簡單，粘度控制準(zhǔn)確；聚合時間短，生產(chǎn)效率高；產(chǎn)物分子量分布窄。
【專利說明】一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種化合物的合成方法，尤其涉及一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]羥基封端聚二甲基硅氧烷(107硅橡膠)是以羥基封端的直鏈型活性聚硅氧烷，能夠制成高摩爾質(zhì)量的線型或交聯(lián)型聚硅氧烷。是制備室溫硫化硅橡膠等的基礎(chǔ)原料。在電子元器件和組合鍵的粘結(jié)密封、防潮防震和絕緣材料方面有廣泛的用途，隨著高層建筑的大量增加，107硅橡膠作為建筑密封膠的原料需求量也大大增加。
[0003]文獻(xiàn)中介紹制備常規(guī)的羥基封端聚二甲基硅氧烷方法有:一般以二甲基硅氧烷環(huán)體堿性催化聚合后再加水降解為主，但是產(chǎn)品存在分子量分布較寬的問題，使得二羥基聚二甲基硅氧烷的后續(xù)加工和使用性能如:硬度，韌性，拉伸強(qiáng)度，撕裂性能，粘結(jié)力，硫化時間等并不盡如人意。還有用粘度為50~150cs的羥基封端聚二甲基硅氧烷線性體在線形氯化磷腈催化劑下縮聚制得。
[0004]CN200510068144.1提供一種催化合成a，Co —二羥基聚二甲基硅氧烷的方法，在常壓下，以甲基環(huán)硅氧烷為原料，采用氫氧化鉀作催化劑，用水汽法合成—二羥基聚二甲基硅氧烷，以硅基磷酸酯為中和劑中和聚合產(chǎn)物，再脫除中和產(chǎn)物中的低分子及未反應(yīng)的環(huán)體，制得粘度5~80Pa ? S的a，o —二羥基聚二甲基硅氧烷，但粘度控制不準(zhǔn)確。CN101210074A提供一種生產(chǎn)a，co —二羥基聚二甲基硅氧烷的方法，所述的方法是:二甲基環(huán)硅氧烷與堿性催化劑發(fā)生共聚反應(yīng)，待粘度達(dá)500~550 Pa *S后，將霧化水噴灑于聚合產(chǎn)物表面使之發(fā)生降解反應(yīng)，脫低沸物2~3h。此種降解方法具有使生產(chǎn)的a，Co-二羥基聚二甲基硅氧烷分子量分布均勻、收率高等特點(diǎn)，但粘度控制不準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)工藝簡單、粘度控制準(zhǔn)確的羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法。
[0006]本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法，具體步驟包括:按以下重量配比:將4000份DMC (二甲基環(huán)硅氧烷)和40~400份粘度為30~50cs、環(huán)體含量為20~30%的二甲水解物(二甲基二氯硅烷水解物)加入裝有攪拌器、溫度計及冷凝回流管的反應(yīng)器皿中，開啟攪拌，升溫至90~150°C時加入硅醇鉀催化劑，并在120~170°C下平衡反應(yīng)2小時，直接加入與催化劑同樣質(zhì)量的磷酸或其硅醇鹽酸膠進(jìn)行中和，繼續(xù)攪拌I小時，在IKPa /180°C下脫至無餾出物為止，即得羥基封端聚二甲基硅氧烷。
[0007]所述的二甲基二氯硅烷水解物由浙江省開化合成材料有限公司提供。
[0008]所述的一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法中，催化劑為硅醇鉀，用量為總投料量的10~50ppm,優(yōu)選為10~20ppm。[0009]所述的一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法中，羥基封端聚二甲基硅氧烷的黏度可控制在10000~600000CS。
[0010]本方法通過加入定量的水解物作為封端劑，使得反應(yīng)時間縮短了，使得粘度控制準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)室重復(fù)性好。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下: 1)使用水解物作為封端劑，縮短了反應(yīng)時間；
2)使用水解物作為封端劑，使得粘度控制準(zhǔn)確，產(chǎn)品粘度范圍控制在2%以內(nèi)；
3)反應(yīng)一次即可完成，生產(chǎn)工藝簡單。
[0012]
具體實(shí)施例
[0013]下面通過實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。本發(fā)明不限于下述實(shí)施例，還可以有許多操作的組合。本領(lǐng)域的技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有情形，均應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0014]實(shí)施例1:一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法，具體步驟包括:按以下重量配比:將4000份DMC (二甲基環(huán)硅氧烷)和40份粘度為30cs、環(huán)體含量為30%的二甲水解物(二甲基二氯硅烷水解物)加入裝有攪拌器、溫度計及冷凝回流管的反應(yīng)器皿中，開啟攪拌，升溫至90°C時加入硅醇鉀催化劑，并在120°C下平衡反應(yīng)2小時，直接加入與催化劑同樣質(zhì)量的磷酸或其硅醇鹽酸膠進(jìn)行中和，繼續(xù)攪拌I小時，在IKPa /180°C下脫至無餾出物為止，即得羥基封端聚二甲基硅氧烷。記錄羥基封端聚二甲基硅氧烷25°C時的粘度、收率、粘度偏差、反應(yīng)時間和分子量分布值。
[0015]所述的二甲基二氯硅烷水解物由浙江省開化合成材料有限公司提供。
[0016]所述的一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法中，催化劑為硅醇鉀，用量為總投料量的IOppm。
[0017]實(shí)施例2:—種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法，具體步驟包括:按以下重量配比:將4000份DMC (二甲基環(huán)硅氧烷)和400份粘度為50cs、環(huán)體含量為20%的二甲水解物(二甲基二氯硅烷水解物)加入裝有攪拌器、溫度計及冷凝回流管的反應(yīng)器皿中，開啟攪拌，升溫至150°C時加入硅醇鉀催化劑，并在170°C下平衡反應(yīng)2小時，直接加入與催化劑同樣質(zhì)量的磷酸或其硅醇鹽酸膠進(jìn)行中和，繼續(xù)攪拌I小時，在IKPa /180°C下脫至無餾出物為止，即得羥基封端聚二甲基硅氧烷。記錄羥基封端聚二甲基硅氧烷25°C時的粘度、收率、粘度偏差、反應(yīng)時間和分子量分布值。
[0018]所述的一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法中，催化劑為硅醇鉀，用量為總投料量的50ppm。
[0019]其余同實(shí)施例1。
[0020]實(shí)施例3:—種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法，具體步驟包括:按以下重量配比:將4000份DMC (二甲基環(huán)硅氧烷)和240份粘度為40cs、環(huán)體含量為25%的二甲水解物(二甲基二氯硅烷水解物)加入裝有攪拌器、溫度計及冷凝回流管的反應(yīng)器皿中，開啟攪拌，升溫至120°C時加入硅醇鉀催化劑，并在150°C下平衡反應(yīng)2小時，直接加入與催化劑同樣質(zhì)量的磷酸或其硅醇鹽酸膠進(jìn)行中和，繼續(xù)攪拌I小時，在IKPa /180°C下脫至無餾出物為止，即得羥基封端聚二甲基硅氧烷。記錄羥基封端聚二甲基硅氧烷25°C時的粘度、收率、粘度偏差、反應(yīng)時間和分子量分布值。
[0021]所述的一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法中，催化劑為硅醇鉀，用量為總投料量的20ppm。
[0022]其余同實(shí)施例1。
[0023]實(shí)施例4:一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法，具體步驟包括:按以下重量配比:將4000份DMC (二甲基環(huán)硅氧烷)和30份粘度為20cs、環(huán)體含量為40%的二甲水解物(二甲基二氯硅烷水解物)加入裝有攪拌器、溫度計及冷凝回流管的反應(yīng)器皿中，開啟攪拌，升溫至80°C時加入硅醇鉀催化劑，并在110°C下平衡反應(yīng)2小時，直接加入與催化劑同樣質(zhì)量的磷酸或其硅醇鹽酸膠進(jìn)行中和，繼續(xù)攪拌I小時，在IKPa /180°C下脫至無餾出物為止，即得羥基封端聚二甲基硅氧烷。記錄羥基封端聚二甲基硅氧烷25°C時的粘度、收率、粘度偏差、反應(yīng)時間和分子量分布值。
[0024]所述的一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法中，催化劑為硅醇鉀，用量為總投料量的8ppm。
[0025]其余同實(shí)施例1。[0026]實(shí)施例5:—種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法，具體步驟包括:按以下重量配比:將4000份DMC (二甲基環(huán)硅氧烷)和420份粘度為60cs、環(huán)體含量為15%的二甲水解物(二甲基二氯硅烷水解物)加入裝有攪拌器、溫度計及冷凝回流管的反應(yīng)器皿中，開啟攪拌，升溫至160°C時加入硅醇鉀催化劑，并在180°C下平衡反應(yīng)2小時，直接加入與催化劑同樣質(zhì)量的磷酸或其硅醇鹽酸膠進(jìn)行中和，繼續(xù)攪拌I小時，在IKPa /180°C下脫至無餾出物為止，即得羥基封端聚二甲基硅氧烷。記錄羥基封端聚二甲基硅氧烷25°C時的粘度、收率、粘度偏差、反應(yīng)時間和分子量分布值。
[0027]所述的一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法中，催化劑為硅醇鉀，用量為總投料量的60ppm。
[0028]其余同實(shí)施例1。
[0029]實(shí)施例6:—種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法，具體步驟包括:按以下重量配比:將4000份DMC (二甲基環(huán)硅氧烷)和120份粘度為20cs、環(huán)體含量為40%的二甲水解物(二甲基二氯硅烷水解物)加入裝有攪拌器、溫度計及冷凝回流管的反應(yīng)器皿中，開啟攪拌，升溫至80°C時加入硅醇鉀催化劑，并在180°C下平衡反應(yīng)2小時，直接加入與催化劑同樣質(zhì)量的磷酸或其硅醇鹽酸膠進(jìn)行中和，繼續(xù)攪拌I小時，在IKPa /180°C下脫至無餾出物為止，即得羥基封端聚二甲基硅氧烷。記錄羥基封端聚二甲基硅氧烷25°C時的粘度、收率、粘度偏差、反應(yīng)時間和分子量分布值。
[0030]所述的一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法中，催化劑為硅醇鉀，用量為總投料量的20ppm。
[0031]其余同實(shí)施例1。
[0032]對比例1:
CN 102558563的中國專利公開了一種高粘度107硅橡膠的制備方法，按以下重量配比:將300份DMC加入裝有攪拌器、溫度計及冷凝回流管的反應(yīng)器皿中，開啟攪拌，在60°C，2Kpa下脫水20min，消除真空，升溫至110°C時加入25ppm四丁基氫氧化磷硅醇鹽堿膠催化劑，在此溫度下反應(yīng)2.5小時，加0.07份水降解，3小時后升溫分解堿性催化劑，然后在IKPa/180°C下脫至無餾出物為止，得粘度(25°C ) 46萬cs、無色透明高粘度的107硅橡膠，收率63.7%，粘度偏差為10%，總反應(yīng)時間為5.5小時，分子量分布值為2.24。
[0033]對比例2:
一種107硅橡膠的制備方法，按以下重量配比:將300份DMC加入裝有攪拌器、溫度計及冷凝回流管的反應(yīng)器皿中，開啟攪拌，在60°C，2Kpa下脫水20min，消除真空，升溫至120°C時加入15ppm氫氧化鉀催化劑，并在150°C下反應(yīng)I小時，加入0.09份水降解，5小時后加15ppm磷酸進(jìn)行中和，然后在IKPa /180°C下脫至無餾出物為止，得粘度(25°C ) 10萬cs、無色透明的107硅橡膠，收率73.7%，粘度偏差為25%，總反應(yīng)時間為6小時，分子量分布值為2.18。通過加入粘度為I萬cs的107膠可拼混得到粘度為8萬cs的107硅橡膠。
[0034]我們將實(shí)施例1-6和對比例1-2制得的羥基封端聚二甲基硅氧烷的各種產(chǎn)品參數(shù)進(jìn)行了比較，結(jié)果見表1。
[0035]表1 羥基封端聚二甲基硅氧烷的各種產(chǎn)品參數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法，其特征在于:具體步驟包括:按以下重量配比:將4000份二甲基環(huán)硅氧烷和40~400份二甲基二氯硅烷水解物加入裝有攪拌器、溫度計及冷凝回流管的反應(yīng)器皿中，開啟攪拌，升溫后加入硅醇鉀催化劑，并在120~170°C下平衡反應(yīng)2小時，直接加入與催化劑同樣質(zhì)量的磷酸或其硅醇鹽酸膠進(jìn)行中和，繼續(xù)攪拌I小時，在IKPa /180°C下脫至無餾出物為止，即得羥基封端聚二甲基硅氧烷。
2.一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法，其特征在于:具體步驟包括:按以下重量配比:將4000份DMC (二甲基環(huán)硅氧烷)和40~400份粘度為30~50cs、環(huán)體含量為20~30%的二甲水解物(二甲基二氯硅烷水解物)加入裝有攪拌器、溫度計及冷凝回流管的反應(yīng)器皿中，開啟攪拌，升溫至90~150°C時加入硅醇鉀催化劑，并在120~170°C下平衡反應(yīng)2小時，直接加入與催化劑同樣質(zhì)量的磷酸或其硅醇鹽酸膠進(jìn)行中和，繼續(xù)攪拌I小時，在IKPa /180°C下脫至無餾出物為止，即得羥基封端聚二甲基硅氧烷；所述的催化劑為硅醇鉀，用量為總投料量的10~50ppm。
3.如權(quán)利要求2所述的一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法，其特征在于:一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法，具體步驟包括:按以下重量配比:將4000份DMC (二甲基環(huán)硅氧烷)和240份粘度為40cs、環(huán)體含量為25%的二甲水解物(二甲基二氯硅烷水解物)加入裝有攪拌器、溫度計及冷凝回流管的反應(yīng)器皿中，開啟攪拌，升溫至120°C時加入硅醇鉀催化劑，并在150°C下平衡反應(yīng)2小時，直接加入與催化劑同樣質(zhì)量的磷酸或其硅醇鹽酸膠進(jìn)行中和，繼續(xù)攪拌I小時，在IKPa /180°C下脫至無餾出物為止，即得羥基封端聚二甲基硅氧烷。
4.如權(quán)利要求2或3所述的一種羥基封端聚二甲基硅氧烷的合成方法，其特征在于:羥基封端聚二甲基硅氧烷的黏度可控制在10000~600000CS。
【文檔編號】C08G77/34GK103665381SQ201310734257
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】廖桂根, 肖贛湘, 阮維新, 黃素梅, 龔佑喜 申請人:藍(lán)星化工新材料股份有限公司江西星火有機(jī)硅廠