[发明专利]高纯度的氨基硅氧烷

说明书

技术领域

本发明涉及一种包括高纯度的氨基官能聚硅氧烷的组合物及其制备方法。本发明还涉及一种氨烷基官能聚硅氧烷、一种纯化这种氨烷基官能聚硅氧烷的方法、一种制备该组合物的方法、一种该组合物的用途、一种聚有机硅氧烷-聚有机嵌段共聚物、一种制备聚有机硅氧烷-聚有机嵌段共聚物的方法，以及一种成型、成形和/或挤出的成型制品。

背景技术

氨基官能聚硅氧烷通常是已知的。通常，氨烷基官能团连接在处于末端位置的硅原子上，并包括通式(I)的结构。

氨基官能聚硅氧烷通常由烯丙基胺的铂催化硅氢加成到氢化硅氧烷(例如在美国专利5,026,890、美国专利4,649,208、美国专利5,892,084，以及美国专利6,177,583中所描述的)来制备。在这些方法中，所获得的氨丙基聚硅氧烷经常带有高度着色的杂质。除了其他的以外，这些杂质可以包括通式(IV)的亚氨基烷基官能团。

其中，R_a通常为氢，R_b通常为C2-C5，任选地支链和/或不饱和烃基(参见下面的对比例4和5)，并且其中每个R₁基独立地选自由单价C1-C20烷基、芳烷基、烷芳基和芳基构成的群组，它们每个均是直链的或支链的；每个R₂基独立地选自由直链或支链双价的任选地具有3到7个碳原子的取代有机基构成的群组，所述碳原子能由–O-、-NH-中断。通式(IV)的杂质通常以不可控制的用铂催化的硅氢加成反应的副产物而被检测到，占聚合物中总氨烷基的约2到约10mole％的水平。通式(IV)的杂质，除了其他的以外，可由在7.4到7.7ppm的范围内和/或接近5.7、3.31、2.22、1.8和1.50ppm的质子NMR信号鉴定出来。而且，在上述方法中，还有其他副产物。例如，除了其他的以外，不良的高度着色杂质通常通过3.1到3.4的范围内以及接近4.0ppm的质子NMR信号鉴定出来。

这些亚氨基烷基杂质在这些材料的应用中是有害的。特别是，式(I)的直链氨丙基聚硅氧烷被用来制备直链聚硅氧烷-聚酰亚胺和聚硅氧烷-聚醚酰亚胺嵌段共聚物。

美国专利3,325,450描述了由通式(I)的氨丙基官能聚硅氧烷与有机二酐反应来制备聚硅氧烷-聚酰亚胺嵌段共聚物的方法。

美国专利4,586,997描述了由通式(I)的氨丙基官能聚硅氧烷与有机二(醚酐)以及有机二胺反应来制备聚硅氧烷-聚醚酰亚胺嵌段共聚物的方法。

这些氨丙基官能聚硅氧烷中的通式(IV)的亚氨基烷基杂质在这些嵌段共聚物材料的合成中是不反应的，由于其导致降低了嵌段共聚物的形成以及分子量控制差，因此是有害的链末端基。不希望受到理论的束缚，一般认为有色杂质包括二级氨基官能硅氧烷，其在嵌段共聚物合成中也起到有害链末端基的作用。而且，高度着色的杂质导致所合成的嵌段共聚物中增加了有害颜色。

使用美国专利5,026,890、4,649,208、5,892,084以及6,177,583中描述的现有技术，不可避免会产生通式(IV)的杂质(例如，下面的对比例4和5)。在于铂催化下的烯丙基胺与氢化硅氧烷的直接反应中，没有能够避免这些副产物的已知的技术。

或者，已经提出通过首先保护烯丙基胺中的初始氨基官能团，然后进行氢化硅氧烷和铂的硅氢加成，并接着通过氨基官能团的脱保护产生最后的氨基官能聚硅氧烷，从而来避免形成通式(IV)杂质。

美国专利4,584,393描述了丙烯胺与三甲基氯硅烷的反应，然后通过蒸馏纯化产生硅氮烷，

然后，这种硅氮烷在铂的催化作用下与氢化硅氧烷反应，并且最后硅氮烷基水解形成式(I)的氨丙基官能聚硅氧烷。这种方法产生的产品通常为高度着色的。

英国专利2,185,984描述了首先用烯丙基胺与简单的酮(例如甲基乙基酮或环己酮)形成酮亚胺，接着通过蒸馏来中和纯化氯胺酮所使用的酸性催化剂。然后这种酮亚胺在铂的催化作用下与氢化硅氧烷反应。最后，酮亚胺基通过酸催化水解来除去。用来除去酮亚胺基的酸性催化剂优选为酸性活化粘土。

根据美国专利4,584,393和英国专利2,185,984的方法具有采用高毒性烯丙基胺反应而产生需要纯化的中间产物的缺点。这增加了成本以及不必要的毒性中间产物和副产物的处理。此外，这些方法没有提供除去有色杂质，所述有色杂质可在硅氢加成和后续的操作中形成。

发明内容