[发明专利]聚(羟甲基)官能化硅氧烷和硅胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备聚(羟甲基)官能化硅氧烷的方法，并且涉及聚(羟甲基)官能化硅氧烷。

背景技术

包含聚硅氧烷、聚硅氧烷树脂和有机官能硅胶的聚(羟甲基)官能化硅氧烷合并为以下通式的结构要素多个单元：

(硅氧烷-O)_1+xSiRⁱ_2-x-Rⁱⁱ-OH，

其中Rⁱ是烷基残基或芳基残基，通常为甲基残基，Rⁱⁱ是烃基残基，其可以包含杂原子或被杂原子取代，且其通过碳原子被连接到在SiRⁱ_2-x基团中的硅原子，且x=0、1或2。

硅氧烷、聚硅氧烷、聚硅氧烷树脂和有机官能硅胶在下文一同被称为“硅氧烷”。“杂原子”理解为表示每一个除碳和氢以外的原子，特别是氮、氧、卤素、硅、磷和硫。

在硅原子和所述OH基之间存在的Rⁱⁱ具有使连接OH基到硅氧烷骨架的键稳定水解的效果。如果OH基与其它化合物反应，如，例如与异氰酸酯的加聚反应或例如与羧酸的缩聚反应，连接所得产物到硅氧烷骨架的键将同样地稳定水解。

Rⁱⁱ基在这种情况下为结构相关因子（structure-conferring factor），其共同决定聚(羟甲基)官能化硅氧烷的特性以及转化产物的特性。特别是Rⁱⁱ的移动性和Rⁱⁱ的有机特征，其均影响这些特性（例如，硬度、可燃性或亲水性）。例如，如果Rⁱⁱ的移动性和/或聚(羟甲基)官能化硅氧烷的有机特征或它们的转化产物保持在最低限度，最低可能的Rⁱⁱ残基是理想的，Rⁱⁱ的选择如CH₂是特别有利的。对于Rⁱⁱ该选择的进一步优点是对于相同量的具有Rⁱⁱ-连接的OH基的物质，小结构单元意味着更低的反应量，因此在聚(羟甲基)官能化硅氧烷和它的转化产物的制备中提高了时空产率。在该方面，CH₂基是最有效的解决方案。

此外，当聚(羟甲基)官能化硅氧烷的亲水性尽可能高时，CH₂基也是最有利的解决方案。对比Si-OH基，Si-CH₂-OH单元具有不会发生相互缩合反应改变聚(羟甲基)官能化硅氧烷的Si-O骨架的优势。可以通过羟基烷基残基的数量来控制亲水性程度且亲水性程度可以按水溶性排列。这样，可以赋予硅氧烷一种特性，否则其只能困难地从这类物质获得。

聚(羟甲基)官能化硅氧烷，其中Rⁱⁱ等于CH₂，在下文的聚(羟甲基)官能化硅氧烷中被提及。

文献中记录了聚(羟甲基)官能化硅氧烷的制备方法。例如，US3879433描述了通过羟基烯烃的氢化硅烷化制备聚(羟甲基)官能化硅氧烷。然而，只有具有至少三个碳原子的羟基烷基可以以该方式得到。

可以通过相应的聚(酰氧基)甲基-官能化硅氧烷（如，DE879839）或(酰氧基)甲基硅烷（如，DE1236505）的酸催化醇解制备聚(羟甲基)官能化硅氧烷，在后者的情况下结合与另外的硅烷的共水解和共缩合反应。

描述另外的方法用于将端部羟甲基或单侧羟甲基引入硅氧烷分子：

-DE879839:acid-or base-catalyzed equilibration of1,3-bis(acyloxymethyl)tetramethyldisiloxane with further silanes with simultaneous alcoholytic ester cleavage，

-US2837550/J.Am.Chem.Soc.77(1955)5180:Grignardization of chloromethylsiloxanes and subsequent oxidation and hydrolysis，

-DE1213406:hydroxylation of bromomethylsiloxanes with metal hydroxides，

-DE1227456:acid-catalyzed equilibration of1,3-bis(hydroxymethyl)tetramethyldisiloxane with further silanes，