[发明专利]一种含酮羰基的双羟丙基封端聚硅氧烷的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚硅氧烷的产合成方法，具体的说是一种含酮羰基的双羟丙基封端聚硅氧烷的合成方法。

背景技术

由于对环境友好，水性聚氨酯自问世以来在涂饰剂领域获得了长足的发展，但也遇到了制约其应用的难题，即分子链段中亲水基团的存在，使得水性聚氨酯涂膜的耐水性差。众所周知，聚硅氧烷拥有良好的耐水性，为了提高水性聚氨酯涂膜的耐水性，常采用的方法就是用聚硅氧烷对聚氨酯进行改性。虽然将聚硅氧烷链段引入到聚氨酯分子中去可以明显的提高涂膜的耐水性，但是聚硅氧烷自身机械性能差的缺点也影响了涂膜的物理机械性能。

研究资料表明，酮肼交联改性是提高水性聚氨酯涂膜物理机械性能的有效方法。首先将酮羰基引入到水性聚氨酯分子链段上，通过加入多官能团的酰肼，使聚氨酯在成膜过程中发生交联反应来提高聚合物的相对分子质量，从而增强水性聚氨酯涂膜的耐溶剂、机械强度等物理化学性能。

发明内容

为了提高水性聚氨酯涂膜的耐水性能，同时克服聚硅氧烷改性后带来的缺点，本发明提供一种合成含酮羰基的双羟丙基封端聚硅氧烷的方法。

本发明的技术特征是：以乙酰乙酸甲酯(或乙酰乙酸乙酯)、烯丙醇、六甲基二硅氮烷、四甲基二硅氧烷、D^H₄(四甲基环四硅氧烷)和D₄(八甲基环四硅氧烷)为起始原料，经酯交换、羟基保护、硅氢加成、平衡聚合和醇解反应得到目标化合物侧基含酮羰基的双羟丙基封端聚硅氧烷。

本发明的反应式如下：

上述反应式中，a仅列出了乙酰乙酸乙酯，其也可以是乙酰乙酸甲酯；式中n代表1-14的整数，m代表1-36的整数

本发明合成方法的主要反应如下：

酯交换：以三苯基磷为催化剂，将乙酰乙酸甲酯(或乙酰乙酸乙酯)滴加到烯丙醇的甲苯溶液中，将反应体系升温至100～120℃，并在此温度继续反应8～15h小时，停止反应，减压收集77℃的馏分，得到乙酰乙酸烯丙酯，所述酯交换反应过程中投料摩尔比为：三苯基磷∶乙酰乙酸甲酯(或乙酰乙酸乙酯)∶烯丙醇＝0.1∶1∶1.2～0.1∶1∶1.5。

羟基保护：室温下，先将六甲基二硅氮烷滴加到烯丙醇中，将反应体系升温至90～120℃，并在此温度下继续反应4～8h小时，停止反应，常压收集98～100℃的馏分，得到烯丙氧基三甲基硅烷，所述羟基保护反应过程中投料摩尔比为：烯丙醇∶六甲基二硅氮烷＝2∶1～2∶1.1。

硅氢加成反应：

(1)以氯铂酸为催化剂，将D^H₄(四甲基环四硅氧烷)滴加到乙酰乙酸烯丙酯甲苯溶液中，反应过程中用氮气进行保护，反应温度为：80～110℃，反应时间为：8～12h，得到2，4，6，8-四甲基-2，4，6，8-四乙酰乙酸基丙基环四硅氧烷所述硅氢加成反应投料摩尔比为：乙酰乙酸烯丙酯∶四甲基环四硅氧烷∶氯铂酸＝4∶1∶3.1×10^-4～4.4∶1∶3.1×10^-4。

(2)以氯铂酸为催化剂，将四甲基二硅氧烷滴加到烯丙氧基三甲基硅烷甲苯溶液中，反应过程中用氮气进行保护，反应温度为：80～110℃，反应时间为：8～12h，得到1，3-双(三甲基硅氧基)丙基二硅氧烷，所述硅氢加成反应投料摩尔比为：烯丙氧基三甲基硅烷∶四甲基二硅氧烷∶氯铂酸＝2.4∶1∶3.1×10^-4～3∶1∶3.1×10^-4。