本發(fā)明涉及有機(jī)硅，尤其涉及一種制備小分子羥基硅油的方法。

背景技術(shù)：

1、小分子羥基硅油通常是指硅氧鏈節(jié)數(shù)為2-10的羥基封端的烴基(例如，甲基、苯基、乙烯基)硅氧烷，是一種重要的硅油產(chǎn)品，具有良好的結(jié)構(gòu)控制作用，是制備高性能高溫硫化硅橡膠材料的結(jié)構(gòu)控制劑。小分子羥基硅油在高溫膠配方中添加量一般為4-6％。此外，小分子羥基硅油乳液也大量用于纖維織物的整理，同時(shí)還可作為塑料制品的添加劑及填料硅烷化的優(yōu)良處理劑，市場需求量大，應(yīng)用前景廣闊。

2、小分子羥基硅油的制備方法主要包括以下兩種方法。

3、第一種方法，將二甲基環(huán)硅氧烷在濃硫酸或無水三氯化鐵催化下，用乙酸酐開環(huán)，生成α,ω-二乙酰氧基硅氧烷，再將α,ω-二乙酰氧基硅氧烷與碳酸鈉水溶液反應(yīng)，生成羥基硅油，反應(yīng)方程式如下。

4、

5、此方法中的原料，二甲基環(huán)硅氧烷是由二甲基二氯硅烷水解、縮合、解聚生產(chǎn)岀來的，所以采用此方法生產(chǎn)的羥基硅油的成本，比用二甲基二氯硅烷直接生產(chǎn)的要高，生產(chǎn)它的其它兩種原料乙酸酐和碳酸鈉的價(jià)格也比較高。因此，該方法生產(chǎn)二甲基羥基硅油成本很高。另外，采用此方法工藝穩(wěn)定性差，不容易控制，副產(chǎn)物醋酸鈉不易回收利用，容易造成環(huán)境污染。

6、第二種方法，屬于生產(chǎn)高羥值二甲基羥基硅油的工藝方法，在離心泵、靜態(tài)混合器、冷卻器、分層器組成的反應(yīng)回路中，用碳酸鈉水溶液與二甲基二氯硅烷發(fā)生反應(yīng)，得到羥基含量大于20.0wt％的高羥值羥基硅油。由于產(chǎn)物中羥基含量過高，產(chǎn)物對(duì)水的溶解度大，不易與水分離。為此，必須在生產(chǎn)過程中加入乙醚或乙酸乙酯作萃取劑，將生成的產(chǎn)物從鹽水中萃取出來，然后將產(chǎn)物與萃取劑分離，得到最終產(chǎn)品。由于在生產(chǎn)過程中加入了易揮發(fā)的萃取劑，使此工藝的流程增長，危險(xiǎn)性增高，從而使生產(chǎn)成本增高。

7、另外，也有以氨水和二甲基二氯硅烷為原料進(jìn)行反應(yīng)來生產(chǎn)輕基硅油的方法。但是得到的產(chǎn)品帶有黃色，脫色困難，無法滿足下游產(chǎn)品的品質(zhì)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于此，本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種小分子羥基硅油的制備方法，本發(fā)明的制備方法操作穩(wěn)定、高收率、低成本、低污染，便于控制小分子羥基硅油的羥基含量，具有高的生產(chǎn)彈性，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。

2、本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

3、本發(fā)明供了一種小分子羥基硅油的制備方法，其中，所述制備方法包括以下步驟：

4、s100、將甲基烴基二氯硅烷溶液和緩沖液加入到微通道反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)物；其中，甲基烴基二氯硅烷溶液的溶劑選自甲苯、正己烷、六甲基二硅氧烷和八甲基環(huán)四硅氧烷，所述緩沖液為含氫氧化鈉和碳酸鈉的水溶液；

5、s200、將反應(yīng)產(chǎn)物送入高效液液分相器中進(jìn)行分相處理，得到羥基硅油產(chǎn)品。

6、本技術(shù)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，與采用常規(guī)管式反應(yīng)器相比，采用含甲苯等溶劑的二甲基二氯硅烷溶液作為原料，以氫氧化鈉和碳酸鈉緩沖液為反應(yīng)液，二甲基二氯硅烷和緩沖液在微通道反應(yīng)器中進(jìn)行水解縮聚，制得的小分子羥基硅油具有相對(duì)高的羥基含量，為調(diào)節(jié)小分子羥基硅油的羥基含量提供了前提、空間。并且，可以通過控制反應(yīng)條件(例如，甲基烴基二氯硅烷溶液中甲基烴基二氯硅烷與溶劑的比值)制備出不同羥基含量的羥基硅油，操作靈活，可以滿足制備不同羥基含量的小分子羥基硅油的需求，適應(yīng)性強(qiáng)。進(jìn)一步地，本發(fā)明在微通道反應(yīng)器中完成甲基烴基二氯硅烷水解縮聚反應(yīng)，可有效地增強(qiáng)混合效果；通過高效液液分相器把水相和油相及時(shí)分離，避免進(jìn)一步發(fā)生縮合反應(yīng)；同時(shí)，微通道反應(yīng)器與高效液液分相器的組合使用，可以實(shí)現(xiàn)小分子羥基硅油的連續(xù)生產(chǎn)。另外，本發(fā)明的制備方法反應(yīng)條件溫和，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

7、根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，其中，所述羥基硅油的羥基含量為2-15wt％。例如，所述羥基硅油的羥基含量為2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、11wt％、12wt％、13wt％、14wt％、15wt％或其組成的范圍，優(yōu)選為4-15wt％。在一些實(shí)施方案中，所述羥基硅油的羥基含量為12-15wt％；在一些實(shí)施方案中，所述羥基硅油的羥基含量為8-12wt％；在一些實(shí)施方案中，所述羥基硅油的羥基含量為6-8wt％；以及在一些實(shí)施方案中，所述羥基硅油的羥基含量為4-6wt％。

8、根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，其中，所述羥基硅油在25℃下的粘度為20-70mm2/s。例如，所述羥基硅油在25℃下的粘度可以為20mm2/s、25mm2/s、30mm2/s、35mm2/s、40mm2/s、45mm2/s、50mm2/s、55mm2/s、60mm2/s、65mm2/s、70mm2/s或其組成的范圍。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，其中，所述甲基烴基二氯硅烷中的烴基可以為c1-c4烷基，例如甲基；或c2-c4烯基，例如，乙烯基。在一些實(shí)施方案中，所述甲基烴基二氯硅烷選自二甲基二氯硅烷和甲基乙烯基二氯硅烷。

10、根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，其中，所述甲基烴基二氯硅烷溶液中，甲基烴基二氯硅烷與溶劑的質(zhì)量比為0.5-8：1。本發(fā)明中，可以通過調(diào)節(jié)甲基烴基二氯硅烷與溶劑的質(zhì)量比，來控制制得的小分子羥基硅油的羥基含量。通常，甲基烴基二氯硅烷與溶劑的質(zhì)量比越大，小分子羥基硅油的羥基含量越低。

11、例如，甲基烴基二氯硅烷與溶劑的質(zhì)量比可以為0.5：1、1：1、2：1、3：1、4：1、5：1、6：1、7：1、8：1或其組成的范圍。在一些實(shí)施方案中，甲基烴基二氯硅烷與溶劑的質(zhì)量比為1-8：1，優(yōu)選為1-6：1。

12、根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，其中，所述甲基烴基二氯硅烷溶液的溶劑優(yōu)選選自甲苯和正己烷。采用甲苯、正己烷作為溶劑，小分子羥基硅油具有高的羥基含量，進(jìn)而為通過調(diào)整甲基烴基二氯硅烷與溶劑的比值等手段來控制小分子羥基硅油的羥基含量提供了前提條件。

13、根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，其中，所述緩沖液中氫氧化鈉的濃度為4-15wt％，優(yōu)選為5-10％，碳酸鈉的濃度為1-5％，優(yōu)選為1.5-3％。采用這樣的緩沖液，有利于制備高羥基含量的小分子羥基硅油，并且具有高的收率。

14、根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，其中，所述緩沖液和甲基烴基二氯硅烷溶液的質(zhì)量比為4-10：1。例如，緩沖液和甲基烴基二氯硅烷溶液的質(zhì)量比可以為4：1、5：1、6：1、7：1、8：1、9：1、10：1或其組成的范圍。

15、根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，其中，緩沖液中的氫氧化鈉與甲基烴基二氯硅烷的摩爾比為1.5-2：1，優(yōu)選1.8-2：1；碳酸鈉與甲基烴基二氯硅烷的摩爾比為0.1-0.5：1，優(yōu)選0.2-0.3：1。在這樣的比例范圍內(nèi)，反應(yīng)體系的ph值可以為9-12，優(yōu)選為10-11。

16、根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，其中，步驟s100中反應(yīng)的條件包括：溫度15-60℃，優(yōu)選為40±5℃；反應(yīng)時(shí)間為2-5min。

17、根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法，其中，步驟s200中所述分相處理包括：將反應(yīng)混合液連續(xù)進(jìn)入高效液液分相器，分出兩股物料，分別收集油相和水相。

18、本發(fā)明對(duì)高效液液分相器沒有特殊要求，可以采用本領(lǐng)域任何已知的高效液液分相器。例如，本發(fā)明中可以采用基于膜分離技術(shù)的高效液液分相器，來實(shí)現(xiàn)油相和水相的充分分離。油相中不含水，方便后處理；水相中不含油，可以提高收率，且水相中的氯化鈉易回收利用。

19、本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明的制備方法操作穩(wěn)定、高收率、低成本、低污染，便于控制小分子羥基硅油的羥基含量，具有高的生產(chǎn)彈性，適宜工業(yè)化生產(chǎn)。