[发明专利]一种小分子量含氢硅油的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于硅油制备技术领域，尤其涉及一种小分子量含氢硅油的制备方法。

背景技术

含氢硅油的主链含有活泼氢基团，在催化剂作用下能与多种官能团发生反应，生成具有各种特殊性能的产品。关于含氢硅油的研究一直比较活跃，含氢硅油是制备有机硅嵌段或接枝共聚物的关键原料和重要的有机硅中间体，通过氢硅化反应，可在硅氧烷分子链上引入各种有机基团，在硅油改性、有机硅表面活性剂、树脂、塑料、橡胶等聚合物的改性方面应用极其广泛。

含氢硅油的合成方法有两种：一是有机氢氯硅烷与有机氯硅烷共水解缩合，再经浓硫酸平衡共聚制得；另一种是含氢硅烷与硅氧烷在浓硫酸作用下平衡共聚制得。平衡共聚制到的含氢硅油是不同聚合度的混合物，其分子量分布宽，产品稳定性较差，且含氢硅油中的小分子含量高，易导致产品的性能不稳定。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种小分子量含氢硅油的制备方法。

本发明解决上述技术问题的方案如下：一种小分子量含氢硅油的制备方法，以二烷氧基硅烷R₁R₂Si(OR)₂、封端剂、极性溶剂、水为原料，在催化剂作用下进行缩聚反应，反应完成后降至室温，中和，过滤，精馏，冷却至室温，即得所需特定分子量的含氢硅油。

进一步，其具体操作步骤如下：

(1)在反应器中加入二烷氧基硅烷R₁R₂Si(OR)₂、封端剂和催化剂，升温至60-80℃；将去离子水溶于极性溶剂，然后向反应器中滴加上述混合液，在30min内滴完；滴完后，保温2-3h，然后升温至80℃以上，蒸出溶剂；继续反应4-6h，降温至室温；

(2)向步骤(1)的体系中加入过量中和剂，使体系的pH为6-7；

(3)将步骤(2)得到的产物过滤，低温真空脱除小分子杂质，即得所需含氢硅油。

进一步，上述反应方程式为：

进一步，步骤(1)中所述的二烷氧基硅烷R₁R₂Si(OR)₂，其中R₁、R₂各自独立地选自氢、烃基、芳基或取代烃基；其中R选自氢或烃基。

进一步，步骤(1)中所述的封端剂结构式为：

其中，R₃、R₄各自独立地选自氢、烃基、芳基或取代烃基，优选甲基；Z为大于等于1的整数。

更进一步，所述的封端剂优选为四甲基二氢二硅氧烷。

进一步，步骤(1)中所述的催化剂为硫酸、三氟甲磺酸、酸性白土、强酸型离子交换树脂、二价锡羧酸盐、磷腈盐或第二族金属氧化物的一种或两种以上复配使用。

进一步，步骤(1)中所述的极性溶剂与水的体积比为0-3。

进一步，所述的极性溶剂为液态低级醇类、醚类或酮类。

更进一步，所述的极性溶剂为丙酮、丁酮、甲醚、乙醚、甲醇、乙醇或丙醇。

进一步，步骤(2)中所述的中和剂为碳酸钙、碳酸钠或碳酸氢钠，优选碳酸钙。

进一步，所述的二烷氧基硅烷R₁R₂Si(OR)₂、水和封端剂之间的用量为化学计量比，所述催化剂用量为体系总质量的0.0001-1％。

进一步，所得产物含氢硅油的硅氧链节数，即X+Y的取值范围是2-10的整数。

本发明制得的含氢硅油分子量通过碘量法测定或通过核磁氢谱计算得出。

本发明的有益效果是：本发明的原料转化率高，产品性能稳定；含氢硅油分子量分布窄(R_D≈1)，可制得聚合度可控的一系列不同聚合度、不同结构的含氢硅油，其硅氧链节数为2-10，即2≤X+Y≤10。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

在干燥的反应瓶中加入100克甲基苯基二甲氧基硅烷，37克四甲基二氢二硅氧烷，0.03克三氟甲磺酸，0.02克辛酸亚锡，升温至60℃；将9.87克去离子水溶于10ml无水甲醇，向上述混合物中滴加甲醇与水的混合液，约30min滴完，继续反应2h；然后升温至80℃，蒸出溶剂，保温4-6h，然后降温至室温，加1克碳酸钙中和，过滤，滤液用真空水泵脱除小分子，即得分子量分布指数约为1、硅氧链节数约为4的小分子量苯基含氢硅油。