專利名稱：一種合成羥基聚硅氧烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚硅氧烷的合成，尤其涉及一種合成羥基聚硅氧烷的方法。
背景技術(shù)：
聚有機(jī)硅氧烷分子具有下列特性(1)良好的電絕緣性、阻燃性、耐候性；( 理想的生理與化學(xué)惰性、無毒害、不污染生態(tài)環(huán)境；C3)玻璃化溫度低、耐高、低溫性能好、高溫流變性小；(4)低表面張力引起的易鋪展成膜性、消泡性、疏水性與潤滑性?？梢耘c其它高分子材料形成嵌段共聚物。特別是，聚有機(jī)硅氧烷乳液用于織物的浸軋整理，不僅能有效隔離纖維，避免纖維與纖維直接接觸，而且能使纖維表面的摩擦系數(shù)降低，使纖維易于相對(duì)滑動(dòng)表現(xiàn)出柔軟性。聚有機(jī)硅氧烷乳液整理的織物具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)舒適的手感，理想的柔、滑、彈、挺性能；優(yōu)良的抗皺性、懸垂性；( 一定的抗水性，良好的透氣性；C3)織物的抗摩性、抗撕裂強(qiáng)度增加，可縫紉性增強(qiáng)；(4)混紡/化纖織物有仿棉、仿麻、仿毛或仿絲綢效應(yīng)；( 使棉、麻、毛、絲綢等織物的尺寸穩(wěn)定，防縮性提高。因此，聚有機(jī)硅氧烷的合成在工業(yè)應(yīng)用上具有重要意義。1959年Dow Corning公司的Hyde等首次申請(qǐng)了乳液聚合法制羥基硅乳的專利。乳液聚合法制羥基硅乳，所用的原料為D4(八甲基環(huán)四硅氧烷)、乳化劑和催化劑。制備時(shí)先將乳化劑溶于水中，再滴加入D4分散，然后用酸或堿引發(fā)聚合。反應(yīng)溫度70° (Γ90° C，反應(yīng)時(shí)間8 10h。反應(yīng)完成后中和以使酸、堿催化劑失去作用。以D4作原料、十二烷基苯磺酸作催化劑、陰離子表面活性劑如十二烷基苯磺酸鈉作乳化劑、水為分散介質(zhì)，80° (T90° C 反應(yīng)他制得的硅乳，即陰離子羥基硅乳。以D4作原料，陽離子表面活性劑如十二烷基二甲基芐基氯化銨或十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基氯化銨作乳化劑，堿金屬氫氧化物如Κ0Η、NaOH作催化劑，經(jīng)乳液聚合制得的羥基硅乳，即陽離子羥基硅乳。陽離子羥基硅乳相對(duì)分子質(zhì)量較小，穩(wěn)定性較差，與陰離子樹脂或助劑不能配伍使用，甚至工作浴液中少量的陰離子樹脂也會(huì)導(dǎo)致它發(fā)生破乳漂油，所以應(yīng)用上受到限制。目前工業(yè)上常用間歇二步法合成羥基聚硅氧烷，即以環(huán)硅氧烷為單體，強(qiáng)堿為催化劑，先聚合成高分子量的聚硅氧烷，再進(jìn)一步水解得到羥基聚硅氧烷。該方法反應(yīng)過程不易控制，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，同時(shí)能耗大。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種簡單易行、成本低廉的羥基聚硅氧烷的合成方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種合成羥基聚硅氧烷的方法，包括以下步驟
(1)稱取反應(yīng)單體和堿，加入到反應(yīng)器中，在4(T80°C下攪拌0.5^2小時(shí)；
(2)向反應(yīng)器中加入去離子水和胺，4(T80°C保溫?cái)嚢璺磻?yīng)4、小時(shí)；
(3)產(chǎn)物水洗至中性，再抽真空，即得到本發(fā)明產(chǎn)品。
其中，所述反應(yīng)單體為六甲基環(huán)三硅氧烷(D3)、八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)或二甲基硅氧烷混合環(huán)體(DMC)。所述堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。所述胺為乙二胺或3，3’ - 二氨基二丙基胺。所述去離子水與反應(yīng)單體的摩爾比為1 10-250。所述堿與反應(yīng)單體的摩爾比為1 :1(Γ30。所述胺與反應(yīng)單體的摩爾比為1 :3 25。本發(fā)明的合成羥基聚硅氧烷的方法中，去離子水、堿和胺均為反應(yīng)催化劑，在三者的共同催化作用下，反應(yīng)單體發(fā)生本體聚合反應(yīng)，生成羥基聚硅氧烷。同時(shí)，本發(fā)明研究中發(fā)現(xiàn)如果僅用水和堿與反應(yīng)單體反應(yīng)，在上述反應(yīng)條件下，該反應(yīng)不能進(jìn)行，沒有羥基聚硅氧烷生成；如果只用堿和胺與反應(yīng)單體反應(yīng)，反應(yīng)也不能進(jìn)行；如果只用水和胺，沒有或只有極少量反應(yīng)單體會(huì)發(fā)生聚合；只有三者并用，才能達(dá)到很好的催化效果，反應(yīng)才能順利進(jìn)行。另外，本發(fā)明的合成羥基聚硅氧烷的方法中使用的胺是堿性較強(qiáng)的胺，本發(fā)明中使用的是乙二胺或3，3’ - 二氨基二丙基胺，但并不局限于這兩種，其它類似的也可以用在本發(fā)明中。同時(shí)，本發(fā)明中，胺和堿在反應(yīng)中不是等摩爾配比，胺應(yīng)過量加入。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明方法為一步合成法，在微量水、堿和胺的共同催化作用下，反應(yīng)單體發(fā)生本體聚合，生成羥基聚硅氧烷，其反應(yīng)裝置簡單、反應(yīng)過程簡單易行、便于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也更有效率。 另外該過程中使用的原材料均為常規(guī)物質(zhì)，反應(yīng)條件溫和，既不需要高溫也不需要惰性氣體保護(hù)，不僅反應(yīng)安全性好，同時(shí)大大節(jié)約了成本。通過本發(fā)明方法合成的產(chǎn)品性能更穩(wěn)定，生產(chǎn)更易可控制，更容易工業(yè)化，有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式為便于對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步理解，現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。實(shí)施例1
稱取3 mol D4置于反應(yīng)器中，加入0.3 mol氫氧化鈉，在60°C下攪拌1小時(shí)，然后加入0.3 mol去離子水，0.1 mol乙二胺，保持溫度為60°C，繼續(xù)攪拌6小時(shí)，得到粘稠的透明液體。將產(chǎn)物用去離子水水洗至中性，抽真空脫除單體，得到產(chǎn)品。實(shí)施例2
稱取3 mol D4置于反應(yīng)器中，加入0.25 mol氫氧化鈉，在80°C下攪拌0. 5小時(shí)，然后加入0.05 mol去離子水，0.8 mol 3，3’ - 二氨基二丙基胺，保持溫度為80°C，繼續(xù)攪拌5小時(shí)，得到粘稠的透明液體。將產(chǎn)物用去離子水水洗至中性，抽真空脫除單體，得到產(chǎn)品。實(shí)施例3
稱取3 mol D3置于反應(yīng)器中，加入0. 1 mol氫氧化鈉，在40°C下攪拌2小時(shí)，然后加入0.012 mol去離子水，0.2 mol乙二胺，保持溫度為40°C，繼續(xù)攪拌4小時(shí)，得到粘稠的透明液體。將產(chǎn)物用去離子水水洗至中性，抽真空脫除單體，得到產(chǎn)品。實(shí)施例4
稱取3 mol DMC置于反應(yīng)器中，加入0.2 mol氫氧化鈉，在50°C下攪拌1. 5小時(shí)，然后加入0. 1 mol去離子水，0. 6 mol 3，3’ - 二氨基二丙基胺，保持溫度為50°C，繼續(xù)攪拌8小時(shí)，得到粘稠的透明液體。將產(chǎn)物用去離子水水洗至中性，抽真空脫除單體，得到產(chǎn)品。實(shí)施例5
稱取3 mol DMC置于反應(yīng)器中，加入0. 15 mol氫氧化鈉，在70°C下攪拌2小時(shí)，然后加入0.2 mol去離子水，0.4 mol乙二胺，保持溫度為70°C，繼續(xù)攪拌9小時(shí)，得到粘稠的透明液體。將產(chǎn)物用去離子水水洗至中性，抽真空脫除單體，得到產(chǎn)品。通過本發(fā)明的方法制備的產(chǎn)品性能穩(wěn)定，反應(yīng)過程簡單易行，更容易控制，同時(shí)生產(chǎn)成本低廉。將上述產(chǎn)品用于棉纖維的柔軟和拒水整理時(shí)，其效果和工業(yè)品相當(dāng)。
權(quán)利要求
1.一種合成羥基聚硅氧烷的方法，其特征在于包括以下步驟(1)稱取反應(yīng)單體和堿，加入到反應(yīng)器中，在4(T80°C下攪拌0.5^2小時(shí)；(2)向反應(yīng)器中加入去離子水和胺，4(T80°C保溫?cái)嚢璺磻?yīng)4、小時(shí)；(3)產(chǎn)物水洗至中性，再抽真空，即得到本發(fā)明產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成羥基聚硅氧烷的方法，其特征在于所述反應(yīng)單體為六甲基環(huán)三硅氧烷(D3)、八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)或二甲基硅氧烷混合環(huán)體(DMC)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成羥基聚硅氧烷的方法，其特征在于所述堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成羥基聚硅氧烷的方法，其特征在于所述胺為乙二胺或 3，3’-二氨基二丙基胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成羥基聚硅氧烷的方法，其特征在于所述去離子水與反應(yīng)單體的摩爾比為1 10-250。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成羥基聚硅氧烷的方法，其特征在于所述堿與反應(yīng)單體的摩爾比為1 :10 30。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的合成羥基聚硅氧烷的方法，其特征在于所述胺與反應(yīng)單體的摩爾比為1 :3 25。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合成羥基聚硅氧烷的方法，其包括以下步驟(1)稱取反應(yīng)單體和堿，加入到反應(yīng)器中，在40~80℃下攪拌0.5~2小時(shí)；(2)向反應(yīng)器中加入去離子水和胺，40~80℃保溫?cái)嚢璺磻?yīng)4~9小時(shí)；(3)產(chǎn)物水洗至中性，再抽真空，即得到本發(fā)明產(chǎn)品。本發(fā)明的合成羥基聚硅氧烷的方法簡單易行，成本低廉。
文檔編號(hào)C08G77/16GK102206347SQ20111011338
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者石振東 申請(qǐng)人:石振東