一種堿法合成聚硅氧烷中和劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚硅氧烷中和劑的制備方法，尤其涉及一種堿法合成聚硅氧烷中和劑的制備方法，該中和劑可用于中和不同粘度二甲基硅氧烷。具體步驟為：將磷酸和具有二甲基硅氧鏈節(jié)的羥基封端硅氧烷添加到反應(yīng)容器中，開啟攪拌升溫，控制溫度脫水至透明，通過(guò)調(diào)節(jié)脫水時(shí)間制得粘度不同的硅基磷酸酯。采用硅基磷酸酯作為堿法聚合的中和劑，比傳統(tǒng)的中和時(shí)間縮短了65-95％，并且制備過(guò)程簡(jiǎn)單，操作便捷，易于推廣產(chǎn)業(yè)化，該方法還具有優(yōu)良的中和效果，顯著改善了聚硅氧烷的熱穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】一種堿法合成聚硅氧烷中和劑的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及有機(jī)硅領(lǐng)域，具體涉及一種聚硅氧烷中和劑的制備方法，尤其涉及一 種堿法合成聚硅氧烷中和劑的制備方法，該中和劑可用于中和不同粘度甲基硅氧烷。

【背景技術(shù)】
[0002] 1949年由美國(guó)康寧玻璃公司發(fā)明了環(huán)狀或短鏈線性聚硅氧烷在堿性催化劑催化 下聚合成高分子聚硅氧烷的方法，這方法廣泛應(yīng)用于合成各類聚硅氧烷。常用的堿性催化 劑包括：氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銫和氫氧化鋰，以及暫時(shí)性催化劑四甲基氫氧化銨、四 正丁基氫氧化磷及其硅醇鹽。暫時(shí)性催化劑可在聚合完成后通過(guò)加熱分解的方法失活，而 堿金屬催化劑失活的方法一般用酸中和。鹽酸或硫酸等強(qiáng)酸作為中和劑時(shí)，加入量必須準(zhǔn) 確，因?yàn)闅埩舻奈⒘克峄驂A都會(huì)引起降解反應(yīng)，破壞聚硅氧烷分子的穩(wěn)定性。采用乙酸、丙 酸或C0 2等弱酸作中和劑時(shí)，可稍過(guò)量，不會(huì)引起降解反應(yīng)，但由于這些弱酸難溶于聚硅氧 烷，導(dǎo)致中和反應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，需要1到數(shù)小時(shí)。采用C0 2中和時(shí)，由于生成的碳酸氫鹽會(huì)在 高溫下分解形成堿性碳酸鹽，因此中和后必須過(guò)濾除掉。
[0003] 由于上述這些強(qiáng)酸和弱酸存在這些問(wèn)題，研究者發(fā)現(xiàn)一種更好的中和劑：磷酸。磷 酸可與堿性金屬催化劑中和形成緩沖體系，即使稍稍過(guò)量也不會(huì)明顯影響聚硅氧烷的穩(wěn)定 性，但磷酸作為中和劑還是存在于聚硅氧烷相容性差的問(wèn)題，同樣導(dǎo)致中和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；另一 方面，磷酸所含的水也會(huì)不同程度地參與聚硅氧烷的封端反應(yīng)，導(dǎo)致無(wú)法得到預(yù)期的封端 產(chǎn)物；除此之外，通用電氣公司將十甲基四硅氧烷與磷酸在170-180°C下反應(yīng)，不斷脫除生 成的水分，可獲得硅基磷酸酯混合物，但低摩爾質(zhì)量聚硅氧烷（或環(huán)硅氧烷）與磷酸反應(yīng) 時(shí)，在高溫下很難引發(fā)、引發(fā)后又很難控制。
[0004] 所以尋找一種能使堿性金屬失活，能夠?qū)崿F(xiàn)易于制備、易于溶解、快速中和且中和 后產(chǎn)物穩(wěn)定性高的物質(zhì)就顯得尤為重要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種堿法合成聚硅氧烷中和劑的制備方法，能夠使堿金屬 催化劑失活，又不影響聚硅氧烷的分子穩(wěn)定性。
[0006] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0007] 一方面，本發(fā)明提供一種堿法合成聚硅氧烷中和劑的方法，所述方法包括以下具 體步驟：
[0008] 將磷酸和羥基封端硅氧烷添加到反應(yīng)容器中，開啟攪拌升溫，控制溫度脫水至透 明，得到聚硅氧烷中和劑硅基磷酸酯，通過(guò)調(diào)節(jié)脫水時(shí)間制得粘度不同的硅基磷酸酯。
[0009] 所述羥基封端硅氧烷具有15-20個(gè)二甲基硅氧鏈節(jié)。
[0010] 所述磷酸和羥基封端硅氧烷的重量比為1 :6_11，優(yōu)選為1 :9,例如可以是1 :6、1 : 7、1 :8、1 :9、1 :10 或 1 :11。
[0011] 所述的控制溫度為100_125°C，優(yōu)選為110-120°C，進(jìn)一步優(yōu)選為110°C，例如可以 是1001：、1031：、1051：、1081：、1101：、1131：、1151：、1181：、1201：、1231：或1251：。
[0012] 所述的攪拌轉(zhuǎn)速為 200-300rpm，例如可以是 200rpm、220rpm、240rpm、250rpm、 260rpm、280rpm 或 300rpm。
[0013] 所述的脫水時(shí)間為8-20分鐘，例如可以是8分鐘、10分鐘、12分鐘、15分鐘、18分 鐘、20分鐘。
[0014] 所述的硅基磷酸酯的粘度為500-300000cs，例如可以是500cs、800cs、1000cs、 5000cs、8000cs、10000cs、20000cs、50000cs、80000cs、100000cs、200000cs 或 300000cs。
[0015] 所述的磷酸的質(zhì)量濃度為85-99%，例如可以是85%、88%、90%、92%、95%、 97%或 99%。
[0016] 另一方面，本發(fā)明還提供一種堿法合成聚硅氧烷中和劑及其用途，所述中和劑用 于不同粘度二甲基硅氧烷的中和。
[0017] 采用硅基磷酸酯作為堿法聚合的中和劑，中和時(shí)間可以降到5-10分鐘。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
[0019] (1)米用娃基磷酸酯作為堿法聚合的中和劑，比傳統(tǒng)的中和時(shí)間縮短了 65-95% ;
[0020] (2)制備過(guò)程簡(jiǎn)單，操作便捷，易于推廣產(chǎn)業(yè)化；
[0021] (3)具有優(yōu)良的中和效果，顯著改善了聚硅氧烷的熱穩(wěn)定性。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的具體實(shí)施 方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明并非局限在實(shí)施例范圍內(nèi)。
[0023] 以下實(shí)施例都采取如下檢測(cè)方式：
[0024] (1)粘度測(cè)試：布氏粘度計(jì)。
[0025] (2)熱損失測(cè)試：Q50熱重分析儀（Thermo Gravimetric Analyzer)，稱取樣品 l〇mg，設(shè)置升溫程序從30°C到800°C，每分鐘溫度上升10°C。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 在燒瓶中添加100份質(zhì)量分?jǐn)?shù)88%的磷酸和900份羥基封端線性物，開啟攪拌升 溫，攪拌速度為220rpm，控制溫度在110°C脫水至透明，脫水時(shí)間12分鐘，可制得硅基磷酸 酯，用布氏粘度計(jì)測(cè)量硅基磷酸酯的粘度。
[0028] 將制得的硅基磷酸酯與二甲基硅氧烷進(jìn)行中和反應(yīng)，記錄中和完所需時(shí)間，稱取 10mg二甲基硅氧烷進(jìn)行熱重測(cè)試。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 在燒瓶中添加10份質(zhì)量分?jǐn)?shù)85%的磷酸和110份羥基封端線性物，開啟攪拌升 溫，攪拌速度為200rpm，控制溫度在100°C脫水至透明，脫水時(shí)間20分鐘，可制得硅基磷酸 酯，用布氏粘度計(jì)測(cè)量硅基磷酸酯的粘度。
[0031] 將制得的硅基磷酸酯與二甲基硅氧烷進(jìn)行中和反應(yīng)，記錄中和完所需時(shí)間，稱取 10mg二甲基硅氧烷進(jìn)行熱重測(cè)試。
[0032] 實(shí)施例3
[0033] 在燒瓶中添加100份質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的磷酸和600份羥基封端線性物，開啟攪拌升 溫，攪拌速度為250rpm，控制溫度在120°C脫水至透明，脫水時(shí)間8分鐘，可制得硅基磷酸 酯，用布氏粘度計(jì)測(cè)量硅基磷酸酯的粘度。
[0034] 將制得的硅基磷酸酯與二甲基硅氧烷進(jìn)行中和反應(yīng)，記錄中和完所需時(shí)間，稱取 10mg二甲基硅氧烷進(jìn)行熱重測(cè)試。
[0035] 實(shí)施例4
[0036] 在燒瓶中添加100份質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%的磷酸和900份羥基封端線性物，開啟攪拌升 溫，攪拌速度為260rpm，控制溫度在110°C脫水至透明，脫水時(shí)間15分鐘，可制得硅基磷酸 酯，用布氏粘度計(jì)測(cè)量硅基磷酸酯的粘度。
[0037] 將制得的硅基磷酸酯與二甲基硅氧烷進(jìn)行中和反應(yīng)，記錄中和完所需時(shí)間，稱取 10mg二甲基硅氧烷進(jìn)行熱重測(cè)試。
[0038] 實(shí)施例5
[0039] 在燒瓶中添加100份質(zhì)量分?jǐn)?shù)92%的磷酸和1000份羥基封端線性物，開啟攪拌升 溫，攪拌速度為280rpm，控制溫度在115°C脫水至透明，脫水時(shí)間14分鐘，可制得硅基磷酸 酯，用布氏粘度計(jì)測(cè)量硅基磷酸酯的粘度。
[0040] 將制得的硅基磷酸酯與二甲基硅氧烷進(jìn)行中和反應(yīng)，記錄中和完所需時(shí)間，稱取 10mg二甲基硅氧烷進(jìn)行熱重測(cè)試。
[0041] 實(shí)施例6
[0042] 在燒瓶中添加100份質(zhì)量分?jǐn)?shù)92%的磷酸和800份羥基封端線性物，開啟攪拌升 溫，攪拌速度為240rpm，控制溫度在113°C脫水至透明，脫水時(shí)間16分鐘，可制得硅基磷酸 酯，用布氏粘度計(jì)測(cè)量硅基磷酸酯的粘度。
[0043] 將制得的硅基磷酸酯與二甲基硅氧烷進(jìn)行中和反應(yīng)，記錄中和完所需時(shí)間，稱取 10mg二甲基硅氧烷進(jìn)行熱重測(cè)試。
[0044] 對(duì)比例
[0045] 將C02與二甲基硅氧烷進(jìn)行中和反應(yīng)，記錄中和完所需時(shí)間，稱取10mg二甲基硅 氧烷進(jìn)行熱重測(cè)試。
[0046] 表 1
[0047]

【權(quán)利要求】
1. 一種堿法合成聚硅氧烷中和劑的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： 將磷酸和羥基封端硅氧烷添加到反應(yīng)容器中，開啟攪拌升溫，控制溫度脫水至透明，得 到聚硅氧烷中和劑硅基磷酸酯。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述羥基封端硅氧烷具有15-20個(gè)二甲基 硅氧鏈節(jié)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述磷酸和羥基封端硅氧烷的重量比 為1 :6-11，優(yōu)選為1 :9。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述的控制溫度為 100-125°C，優(yōu)選為 110_120°C，進(jìn)一步優(yōu)選 110°C。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述的攪拌轉(zhuǎn)速為 200-300rpm〇
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述的脫水時(shí)間為8-20分鐘。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述的硅基磷酸酯的粘度為 500-300000cs〇
8. 根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述的磷酸的質(zhì)量濃度為 85-99%
9. 一種由如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的方法制備得到的聚硅氧烷中和劑。
10. -種如權(quán)利要求9所述中和劑的用途，其特征在于，所述中和劑用于不同粘度二甲 基娃氧焼的中和。
【文檔編號(hào)】C08G77/30GK104387588SQ201410649958
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】黃永軍, 劉金明, 尹邦志, 黃獻(xiàn)文 申請(qǐng)人:東莞兆舜有機(jī)硅新材料科技有限公司