[发明专利]一种乙烯基硅氧烷接枝含氢硅油及其制备方法

说明书

本发明公开了一种乙烯基硅氧烷接枝含氢硅油及其制备方法，属于有机合成技术领域。提供了一种乙烯基硅氧烷接枝含氢硅油，通过C＝C键与Si‑H键的加成反应，得到改性的含氢硅油。还提供了一种乙烯基硅氧烷接枝含氢硅油及其制备方法，其步骤包括：先将含氢硅油搅拌并缓慢加热；然后再依次加入固体含铂催化剂和乙烯基硅氧烷，恒温反应一段时间；最后冷却降温，过滤出含铂固体催化剂，即得乙烯基硅氧烷接枝含氢硅油；在制备反应体系中，优选铂含量占含氢硅油质量的0.02～0.06％，优选乙烯基硅氧烷中C＝C键与含氢硅油中Si‑H键的摩尔比为(1～1.05)：1；可实现在无反应溶剂存在的情况下，得到粘度高、含氢量低的乙烯基硅氧烷接枝含氢硅油。

技术领域

本发明涉及一种乙烯基硅氧烷接枝含氢硅油及其制备方法，属于硅油的研究制备技术领域。

背景技术

乙烯基硅氧烷具有C＝C双键结构，兼有偶联剂和交联剂的作用，可用于聚合物的交联，也可用作表面处理、涂料及填充剂、密封剂、憎水剂等。含氢硅油具有良好的低温成膜性、耐候性、疏水性、耐热性、绝缘性以及生理惰性等，但与其它有机溶剂和水的相容性较差，为了拓展硅油的应用，通过对其自身含有的Si-H键进行接枝改性，引入特定的功能基团，可赋予其更多的新性能。

改性硅油的制备方法，通常采用的均相催化剂有含氯铂酸的四氢呋喃、甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇溶液中的一种或几种，虽然活性较高，但其中的铂在高温下易被氧化，同时这些催化剂分散在体系中，不能进行回收利用，导致成本较高，不利于工业扩大生产。且现有接枝硅油的方法中均需在溶剂中进行反应，但是含氢硅油与大多数有机溶剂不相容，现有技术采用含甲苯的溶剂对含氢硅油，但是含甲苯的溶剂有毒性，长期接触对人体伤害比较大，且污染环境，需要进行去除溶剂的工序，生产周期大，步骤繁琐，生产效率低。

例如，中国专利申请号为201110021894.9，申请公开日为2011年8月17日的专利申请文件公开了一种烯丙基乙基醚接枝聚硅氧烷及其制备方法和应用。该制备方法为：将烯丙基乙基醚通过硅氢加成反应接枝到含氢硅油上，制得烯丙基乙基醚接枝聚硅氧烷。但是，一方面，该制备方法使用无水二甲苯作为反应的溶剂，二甲苯具有毒性，对人体造成伤害，且不易分离与排放，对环境有污染，而且在合成后蒸去溶剂时升温容易使产物发生交联，进而黄变；另一方面，该方法使用的含Pt催化剂为液态，溶于产物中，不仅不易分离，还会导致产物不稳定，时间长会析出铂黑，且加入催化剂时反应放热剧烈，不利于工业批量生产。

再如，2017年3月20号，《Angewandte Chemie-International Edition》第56卷第13期第3665-3669页，Kangsang L.Lee公开了一篇名为“(Aminomethyl)pyridineComplexes for the Cobalt-Catalyzed Anti-Markovnikov Hydrosilylation ofAlkoxy-or Siloxy(vinyl)silanes with Alkoxy-or Siloxyhydrosilanes”的文章，该研究公开了涉及甲硅烷氧基-或烷氧基(乙烯基)硅烷和甲硅烷氧基-或烷氧基氢硅烷的钴催化的抗马尔科夫尼科夫反应。开发了超过25种新的钴-(氨基甲基)吡啶络合物作为催化剂用于工业相关和具有挑战性的甲硅烷氧基或烷氧基封端的乙烯基硅烷的氢化硅烷化。这些转化通常在0.25mol％的钴配合物和0.75mol％的烷基化剂存在下进行，得到所需产物，产率高达≥98％，在30分钟内具有>98％的Anti-Markovnikov选择性。该专利在底物的两个末端提供超过25个具有甲硅烷氧基或烷氧基官能团的硅氧烷，并且还可以应用于聚合乙烯基和氢硅氧烷。但是，该制备方法使用的催化剂为含钴的催化剂，钴配合物在硅氢加成反应催化剂的研究较少，该方法中钴催化剂主要用于各种抗马尔可夫尼可夫选择性氢化硅烷化烷氧基-或甲硅烷氧基(乙烯基)硅烷和烷氧基-或甲硅烷氧基氢硅烷的叔乙烯基硅烷，此催化剂具有抗马尔可夫尼可夫选择性，产物将存在异构体，不利于得到单一的硅氧烷。