[发明专利]氢化硅氧烷的歧化和由其衍生的交联聚硅氧烷网状物

说明书

技术领域

本发明涉及氢化硅氧烷的歧化以制造包含交联聚硅氧烷网状物的产物混合物。本发明还涉及由其制造的交联聚硅氧烷网状物。在一些特定实施方案中，本发明进一步涉及还包含结构RSiH₃的单取代硅烷的产物混合物，其中R是脂族基、脂环基或芳基。有机官能性的硅烷或硅氧烷如烷氧基硅烷、乙酰氧基硅烷、氨基硅烷与硅烷醇封端的硅氧烷的缩聚反应可以用于通过交联过程形成硅氧烷网状物。许多这样的过程需要催化剂如质子酸、Lewis酸、有机和无机碱、金属盐或有机金属络合物的存在。(参见例如(a)“The Siloxane Bond”Ed.Voronkov，M.G.；Mileshkevich，V.P.；Yuzhelevskii，Yu.A.Consultant Bureau，NewYork and London，1978；和(b)Noll，W.“Chemistry and Technology ofSilicones”，Academia Press，New York，1968)。

背景技术

在硅化学中众所周知的是有机硅烷醇部分会与直接键合在硅(有机氢化硅烷)上的氢原子反应以生成氢分子和硅-氧键，(参见例如“Silicon in Organic，Organometallic and Polymer Chemistry”Michael A.Brook，John Wiley&Sons，Inc.，New York，Chichester，Weinheim，Brisbane，Singapore，Toronto，2000)。尽管未催化的反应将在升高的温度下进行，但是广泛已知的是该反应在过渡金属催化剂，尤其是贵金属催化剂如包含铂、钯等的那些，碱性催化剂如碱金属氢氧化物、胺等，或Lewis酸催化剂如锡化合物等的存在下更容易进行。近来已经报道了有机硼化合物对于有机氢化硅烷和有机硅烷醇之间的导致形成交联网状物的反应是非常有效的催化剂(WO 01/74938 A1)。令人不满意的是，该过程的副产物是危险的高反应性的氢。

包含Si-H官能团的脂族、脂环族和芳族硅烷通常通过氯硅烷的还原制备。这些Si-H官能性的硅烷用在电子材料、半导体、集成电路中，作为用于许多不同产品、以及类似的应用的有用的中间产物。但是，由于所述反应物的操作很危险，所以该合成反应很危险。因此，仍然需要开发一种改进该过程的灵活性和安全性的新反应，用来制备聚硅氧烷网状物以及脂族、脂环族和芳族硅烷。

发明内容

在本发明中，意外地发现在有效量的Lewis酸催化剂存在下，直链氢化硅氧烷、支链氢化硅氧烷、环状氢化硅氧烷，或者直链或支链氢化硅氧烷与环状氢化硅氧烷的混合物反应生成交联聚硅氧烷网状物。进一步发现该反应可以生成具有脂族、芳族或脂环族取代基的硅烷。与现有技术中描述的通常昂贵并使用危险材料的方法相比，本文中描述的方法是交联聚硅氧烷网状物以及通常具有脂族、芳族或脂环族取代基的硅烷的安全和方便的制造方法。

在一个实施方案中，本发明涉及一种制造交联聚硅氧烷网状物的方法，所述方法包括在有效量的Lewis酸催化剂存在下，使下列物质反应的步骤：

(a)由结构(I)表示的直链或支链氢化硅氧烷：

(I)(SiHR¹O)_a(SiR²R³O)_b

其中在每种情况中R²和R³独立地为一价C₁～C₂₀脂族基、一价C₃～C₄₀芳基或一价C₃～C₄₀脂环基；R¹是氢或与R²相同；并且“a”是2和10000之间的整数，“b”是0和10000之间的整数；或

(b)由结构(II)表示的环状氢化硅氧烷：

(II)(SiHR¹O)_c(SiR²R³O)_d