[发明专利]一种含钛缩合型催化剂、其制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及催化剂技术领域，尤其涉及一种含钛缩合型催化剂、其制备方法及应用。

背景技术

各种碱性物质，例如碱金属盐：氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钡等用作通过与硅原子键合的羟基、与硅原子键合的烷氧基或者其它与硅原子键合的官能团的缩合反应制备有机硅化合物例如有机聚硅氧烷等的催化剂。在将碱金属盐用作缩合反应催化剂的情况下，需要增加中和在反应完成后残留的碱金属盐，并通过过滤等除去由此形成的盐的步骤。此外，为了完全中和碱金属盐，一般使用稍过量的酸性物质。在这种情况下，需要增加在中和完成后除去过量的酸性物质的步骤。因此，通过用碱金属盐催化剂的缩合反应制备有机聚硅氧烷的方法具有步骤复杂和废产物增加的问题。

另外，常规的缩聚催化剂还包括二烷基锡化合物，具体地是二烷基锡二羧酸酯类如二月桂酸二丁基锡以及二乙酸二丁基锡、钛酸烷基酯化合物类如钛酸四丁基酯或钛酸四异丙酯、以及钛螯合物类(EP-A-0885933、US-5519104、US-A-4515932、US-A-4563498、US-A-4528353)。然而，这些基于烷基锡的催化剂，虽然非常有效，通常为无色的、液态的并且可溶解于硅酮油中，但是具有有毒的缺点(CMR2生殖毒性)。

由上所述，有必要进一步研究稳定性好、与聚硅氧烷相容性好以及催化效率高的聚硅氧烷催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含钛缩合型催化剂、其制备方法及应用，所述催化剂独立存放时稳定，与聚硅氧烷的相容性好，具有一定的吸水能力，用于聚硅氧烷的合成催化效率高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种含钛缩合型催化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)前处理：向钛酸四异丙酯中通入惰性气体；

2)制备混合物：将聚醚多元醇与羟基硅油混合均匀，制得混合物；

3)反应：将所述混合物滴加到所述钛酸四异丙酯中进行反应；

4)后处理：将反应后的低分子物质脱除，得到含钛缩合型催化剂。

本发明提供的催化剂由钛酸四异丙酯、聚醚多元醇和羟基硅油制备而成，其中羟基硅油中含有的Si-O键具有稳定钛酸四异丙酯中Ti-键的作用和增加催化剂与硅氧烷相容性的作用；聚醚多元醇的引入，使得所述催化剂吸水能力增强，从而使得所述催化剂的固化能力显著提高。

所述的低分子物质为异丙醇。

步骤1)所述惰性气体的通入时间为大于30min。所述的惰性气体为氮气和/或氦气。

所述钛酸四异丙酯与所述混合物的质量比为1:2-10，如1:3、1:4、1:5、1:6、1:7、1:8或1:9。

步骤3)所述反应是将步骤2)所述混合物滴加到所述钛酸四异丙酯中，选用滴加的方式，使得反应较均匀、稳定；所述反应的反应时间为0.5-6h，如1h、2h、3h、4h、4.5h、5h或5.5h；所述反应的温度为不高于80℃，如10℃、20℃、25℃、30℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃或75℃，优选为60℃。

步骤2)所述聚醚多元醇与羟基硅油的摩尔比是任意的，优选为1:1-3，如1:1.2、1:1.5、1:1.8、1:2、1:2.3、1:2.5、1:2.8或1:2.9。所述反应体系要以聚硅氧烷为主，这样制得的催化剂与聚硅氧烷能够相似相容，提高在聚硅氧烷的溶解度。

所述聚醚多元醇的重均分子量为300-800，如350、400、450、500、600、650、700或750，所述羟基硅油的重均分子量为200-600，如250、300、350、380、400、450、500或550。出于反应活性和催化活性考虑，选择如上所述分子量的聚醚多元醇和羟基硅油：聚醚多元醇和羟基硅油的分子量如果比较小，制备的催化剂不稳定；分子量比较大，制备得到的催化剂催化活性不好，催化速度太慢。

优选地，所述聚醚多元醇重均分子量为500的聚醚二元醇，如HO(C₂H₄O)₈(C₃H₆O)₈H；所述羟基硅油重均分子量为500，如HO((CH₃)₂SiO)₇H。

步骤4)所述脱除低分子物质的装置为化工常用设备。所述脱除温度最高不超过80℃，如10℃、20℃、25℃、30℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃或75℃。所述脱除低分子物质进行到无低分子流出即可，时间不限。