本發(fā)明涉及一種以二甲基二氯硅烷水解物直接合成二甲基硅油的方法，屬于聚硅氧烷合成。

背景技術(shù)：

1、二甲基硅油具有很好的耐熱性、耐候性、耐高低溫性、生理惰性、化學穩(wěn)定性、電絕緣性、抗壓縮性、抗剪切性、黏溫系數(shù)低、表面張力低等優(yōu)良的物理化學性能。根據(jù)分子量不同，甲基硅油可以是低粘度的流動液體也可以是超高粘度的膏狀物質(zhì)，被廣泛用在化妝品、制藥、機械、電氣、紡織印染、涂料等領(lǐng)域。

2、目前，二甲基硅油制備工藝主要有兩種，一種是以二甲基硅氧烷混合環(huán)體（dmc）或者八甲基環(huán)四硅氧烷（d4）為原料，采用四甲基氫氧化銨、氫氧化鉀、硫酸等酸性或者堿性平衡催化劑進行開環(huán)平衡化反應(yīng)制備，該工藝收率一般在80-87%；另外一種工藝是以羥基封端聚二甲基硅氧烷（線體）為原料經(jīng)非平衡催化劑氯化磷腈催化制備，該工藝收率一般＞90%。兩種工藝都存在一定缺點，（1）兩種工藝所使用原料環(huán)體或線體均是二甲基二氯硅烷水解物經(jīng)環(huán)線分離得到，原料成本高；（2）以環(huán)體為原料的生產(chǎn)工藝轉(zhuǎn)化率低；（3）線體生產(chǎn)工藝轉(zhuǎn)化率高，但催化劑需額外加入中和劑淬滅催化劑，不可避免的將雜質(zhì)引入產(chǎn)品中。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題和不足，本發(fā)明提供了一種以二甲基二氯硅烷水解物直接合成二甲基硅油的方法，以二甲基二氯硅烷水解物為原料，加入線型氯化磷腈催化劑和封端劑得到預(yù)聚體，進一步加入固體酸催化劑反應(yīng)制備二甲基硅油，具有工藝簡單、原料易得、轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)點，與傳統(tǒng)工藝相比，具有明顯成本優(yōu)勢。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

3、一種以二甲基二氯硅烷水解物直接合成二甲基硅油的方法，包括以下步驟：

4、（1）將二甲基二氯硅烷水解物、封端劑和氯化磷腈催化劑加入反應(yīng)容器，負壓下反應(yīng)得到預(yù)聚體；

5、（2）恢復常壓后加入固體酸催化劑繼續(xù)反應(yīng)，過濾得到聚合中間體，進一步脫低得到成品二甲基硅油。

6、所述步驟（1）中的二甲基二氯硅烷水解物為線性聚硅氧烷和環(huán)硅氧烷的混合物，線體與環(huán)體的質(zhì)量比為7:3-5:5。

7、所述步驟（1）中的封端劑為線性聚二甲基硅氧烷mdnm，優(yōu)選六甲基二硅氧烷mm、八甲基三硅氧烷mdm、十甲基四硅氧烷mddm或粘度低于20cst的二甲基硅油中的一種或者多種混合物，更優(yōu)選粘度為5cst或10cst二甲基硅油。

8、所述步驟（1）中催化劑為線型氯化磷腈或者線型氯化磷腈溶液，其結(jié)構(gòu)式為：

9、；

10、所述線型氯化磷腈溶液的溶劑為乙酸乙酯、甲苯、四氯乙烷或者粘度為50cst~200cst二甲基硅油中的一種或多種。

11、所述步驟（1）中催化劑加入量以線型氯化磷腈計為1ppm~20ppm，優(yōu)選5ppm。

12、所述步驟（1）的反應(yīng)體系壓力-80kpa~-90kpa；反應(yīng)溫度60-80℃，優(yōu)選70℃；反應(yīng)時間1-3h，優(yōu)選1.5h。

13、所述步驟（2）中固體酸催化劑是全氟磺酸型離子交換樹脂、d61大孔強酸性陽離子交換樹脂、酸性白土或苯乙烯-二乙烯基苯型強酸陽離子交換樹脂中的任意一種。

14、所述步驟（2）中反應(yīng)溫度60-80℃，優(yōu)選70℃；反應(yīng)時間1-3h，優(yōu)選1.5h。

15、所述步驟（2）中成品二甲基硅油粘度為50cp~1000cp。

16、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：

17、（1）本發(fā)明使用的原料為二甲基二氯硅烷水解的直接產(chǎn)物，無需脫除環(huán)硅氧烷步驟，相較于傳統(tǒng)工藝使用的原料dmc、d4或線體，具有明顯成本優(yōu)勢。

18、（2）本發(fā)明加入的固體酸催化劑在促進開環(huán)聚合的同時，還具有吸附氯化磷腈催化劑的作用，因此本發(fā)明無需使用催化劑淬滅劑，產(chǎn)品純度高。

19、（3）本發(fā)明使用固體酸催化劑吸附氯化磷腈催化劑后，兩者協(xié)同作用使樹脂開環(huán)活性得到提升，提高了轉(zhuǎn)化率和原料利用率。

技術(shù)特征：

1.一種以二甲基二氯硅烷水解物直接合成二甲基硅油的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以二甲基二氯硅烷水解物直接合成二甲基硅油的方法，其特征在于，所述步驟（1）中的二甲基二氯硅烷水解物為線性聚硅氧烷和環(huán)硅氧烷的混合物，線體與環(huán)體的質(zhì)量比為7:3-5:5。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以二甲基二氯硅烷水解物直接合成二甲基硅油的方法，其特征在于，所述步驟（1）中的封端劑為線性聚二甲基硅氧烷mdnm，優(yōu)選六甲基二硅氧烷mm、八甲基三硅氧烷mdm、十甲基四硅氧烷mddm或粘度低于20cst的二甲基硅油中的一種或者多種混合物，更優(yōu)選粘度為5cst或10cst二甲基硅油。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以二甲基二氯硅烷水解物直接合成二甲基硅油的方法，其特征在于，所述步驟（1）中催化劑為線型氯化磷腈或者線型氯化磷腈溶液，其結(jié)構(gòu)式為：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以二甲基二氯硅烷水解物直接合成二甲基硅油的方法，其特征在于，所述步驟（1）中催化劑加入量以線型氯化磷腈計為1ppm~20ppm，優(yōu)選5ppm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以二甲基二氯硅烷水解物直接合成二甲基硅油的方法，其特征在于，所述步驟（1）的反應(yīng)體系壓力-80kpa~-90kpa；反應(yīng)溫度60-80℃，優(yōu)選70℃；反應(yīng)時間1-3h，優(yōu)選1.5h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以二甲基二氯硅烷水解物直接合成二甲基硅油的方法，其特征在于，所述步驟（2）中固體酸催化劑是全氟磺酸型離子交換樹脂、d61大孔強酸性陽離子交換樹脂、酸性白土或苯乙烯-二乙烯基苯型強酸陽離子交換樹脂中的任意一種。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以水解物直接合成二甲基硅油的方法，其特征在于，所述步驟（2）中反應(yīng)溫度60-80℃，優(yōu)選70℃；反應(yīng)時間1-3h，優(yōu)選1.5h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以水解物直接合成二甲基硅油的方法，其特征在于，所述步驟（2）中成品二甲基硅油粘度為50cp~1000cp。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種以二甲基二氯硅烷水解物為原料合成二甲基硅油的方法，技術(shù)方案如下：以二甲基二氯硅烷水解物為原料，加入封端劑和氯化磷腈催化劑，在60?80℃、負壓條件下反應(yīng)1?3h得到預(yù)聚體，然后加入固體酸催化劑常壓反應(yīng)1?3h后得到聚合中間體，脫低后得到成品。本發(fā)明直接以二甲基二氯硅烷水解物作為原料，與傳統(tǒng)線體或環(huán)體工藝相比，省去水解物環(huán)線分離步驟，且產(chǎn)率大于環(huán)體工藝，反應(yīng)無需額外加入催化劑淬滅劑，避免了中和鹽的產(chǎn)生，與傳統(tǒng)工藝相比生產(chǎn)工藝簡單，具有明顯成本優(yōu)勢。

技術(shù)研發(fā)人員：李少平,李書兵,孫剛,李巖松,羅劍,陳荷蓉,張明杰,梁喜,趙飛陽
受保護的技術(shù)使用者：湖北興瑞硅材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6