[发明专利]二苯基环三硅氧烷及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及二苯基环三硅氧烷及其制备方法与应用，利用三氟丙基甲基二氯硅烷和二苯基硅二醇反应制备了两端为氯的三硅氧烷，而后将该三硅氧烷水解缩合使其分子内环化，通过两步反应定向制备目标产物。该方法不但抑制了副反应的发生，而且大大提高了环三硅氧烷的收率，具有效率高、操作简便、产品纯度高等优点。

技术领域

本发明属于有机硅化合物的合成领域，具体涉及一种1,3-二甲基-1,3-二(3,3,3-三氟丙基)-5,5-二苯基环三硅氧烷及其制备方法与应用。

背景技术

氟硅橡胶是一种主链为硅氧结构、侧链为甲基和三氟丙基结构的特种合成材料，主要通过1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)环三硅氧烷(D₃F)开环聚合得到。这种材料的特殊化学结构使其具有许多独特的功能，主链的Si-O-Si结构赋予了氟硅橡胶柔顺性和热稳定性，而三氟丙基的侧链结构则给予氟硅橡胶良好的耐油、耐溶剂性。但是，与甲基相比，三氟丙基在高温状态下容易分解，生成氟化物，使其耐热性不如甲基乙烯基硅橡胶，应用受到一定的限制。

随着氟硅橡胶应用领域的不断发展，对其耐热性提出了更高的要求，如何提高氟硅橡胶的耐热与耐老化性能是氟硅橡胶重要的发展方向。而苯基硅橡胶则具有良好的热氧稳定性，由于苯基的引入，不仅增加了硅橡胶分子链的内旋转阻力，还能稳定高温过程中产生的自由基，从而提高材料的耐高温性能。

目前，针对氟硅橡胶的耐热问题，有资料指出，将含有苯基的环硅氧烷和1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)环三硅氧烷(D₃F)通过共聚的方式，把具有优异耐热性的苯基引入到氟硅橡胶的分子链中，以此来提高氟硅橡胶的耐热性。但是，在共聚过程中，由于两种单体不同的环体结构及侧链基团差异，二者的开环活性差距很大，共聚的效果很差，并不能有效的解决氟硅橡胶耐热性差的问题。因此，发明一种与1,3,5-三甲基-1,3,5-三(3,3,3-三氟丙基)环三硅氧烷(D₃F)开环活性接近且含有苯基的环硅氧烷尤其重要。

中国专利CN1181081C发明了一种含氟混合环硅氧烷，以含氟烷基甲基二氯硅烷与二烃基二氯硅烷混合原料和金属氧化物或碱金属碳酸盐在-20℃～80℃下反应脱氯制备。该含氟环硅氧烷的结构式如下：

其中R¹＝C_1～4的烷基、苯基；R²＝甲基、苯基；m＝0、1、2；n＝3～10的整数；X＝2，3；Y＝0～11的整数。该环硅氧烷只有当m＝0、n＝3时，才能形成环三硅氧烷，但是该环三硅氧烷仅仅只有含氟基团，无法形成混合结构；当m＝1或2、n＝3～10的整数时，该环硅氧烷最少含有四个硅氧链节，即最小为环四硅氧烷，同样也无法得到混合结构的环三硅氧烷。

中国专利CN105085567A公开了一种多官能团共取代的环硅氧烷、环硅氧烷混合物的制备方法。利用甲基二氯硅烷或者甲基二烃基硅烷，在水与有机溶剂组成的混合体系中，加入弱碱或金属氧化物或金属碳酸盐，维持体系温度在0～80℃，共水解反应得到环硅氧烷的混合物。该方法利用多种氯硅烷进行共水解反应，得到不同的环硅氧烷混合物，对其中特定结构的环硅氧烷的选择性很差，产物总体是各种环硅氧烷的混合物，无法高效得到目标产物。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种1,3-二甲基-1,3-二(3,3,3-三氟丙基)-5,5-二苯基环三硅氧烷及其制备方法。本发明首先制备一种端基为氯的三硅氧烷，而后将该三硅氧烷水解缩合使其分子内环化，通过两步反应定向制备目标产物，该方法不但抑制了副反应的发生，而且大大提高了环三硅氧烷的收率。

本发明的技术方案如下：

一种1,3-二甲基-1,3-二(3,3,3-三氟丙基)-5,5-二苯基环三硅氧烷，具有如下结构：