[发明专利]一种端环氧硅油生产用络合型铂催化剂及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种端环氧硅油生产用络合型铂催化剂及其制备方法和应用，所述络合型铂催化剂为含铂(II)的化合物和第一配体以及第二配体通过络合反应得到的有机配体—铂络合物，所述第一配体为四甲基二乙烯基二硅氧烷、乙酰丙酮或乙酰乙酸乙酯的至少一种，所述第二配体为N,N’‑双(二苯基膦)哌嗪或N,N’‑双(二苯基膦甲基)哌嗪。本发明提供络合型铂催化剂用于端环氧硅油生产，在极低的用量下，即可得到很高的产率，同时产品的色度较低，能够充分满足市场需求。而且本发明提供的络合型铂催化剂制备简单，成本和传统的Karstedt类催化剂差不多，但似乎催化活性大大提升，能够降低端环氧硅油的生产成本，是一种极具市场竞争力的端环氧硅油生产用络合型铂催化剂。

技术领域

本发明涉及催化剂领域，特别涉及一种端环氧硅油生产用络合型铂催化剂及其制备方法和用途。

背景技术

环氧基改性硅油即保留了二甲基硅油的众多优良性能，又具有反应性、吸附性、柔软性等新功能。因此特性，使得环氧硅油可用于涂料、织物柔软整理、增黏、树脂改性等方面具有重要的应用。环氧基改性硅油传统的制备方法包括：(1)、通过乳液聚合制得阴离子或阳离子乳液；(2)、由低含氢硅油与端烯基环氧化合物在铂催化剂存在下，进行加成反应制得产物；(3)、采用二官能团的环氧基偶联剂与八甲基环四硅烷或线性体经过平衡缩合反应制得产物。用加成法制备环氧改性硅油是常用的一类方法，在此类方法中，常用的催化剂有两类：第一代催化剂为H₂PtCl₆·6H₂O，Speier首次发现氯铂酸溶于异丙醇中，这类催化剂成为司贝尔催化剂。此后，Willing在Speier使用方法的基础上，将氯铂酸与含不饱和键硅氧烷化合物反应，将反应后形成的催化剂效率更高。第二代催化剂可卡斯特(Karstedt)催化剂，Karstedt在前人的基础上，对Willing的方法进一步改进，使用氯铂酸或氯铂酸盐在乙醇中与碳酸氢钠和乙烯基硅氧烷加热反应，形成的铂的乙烯基硅氧烷络合物，催化效率有了进一步的提升。此种催化剂今天仍作为硅氢加成反应中最常用的催化剂应用于有机硅化学工业。但这类催化剂也存在着存放不稳定，容易与储存环境中的重金属离子及其其它活泼化合物反应，形成新的高价态不稳定铂化合物，最终形成铂黑沉淀，失去催化活性。此外，此类催化剂活性很高，可能会和产物中的环氧基进一步反应，产生不需的异构化副产品。考虑到氯铂酸的价格非常昂贵，工业生产当中必须尽量少地使用催化剂。因此，开发一类具有优异活性的铂催化剂，降低成本，具有非常好的工业应用价值。

专利CN102516314A公开了一种氮杂环卡宾铂络合物催化剂，其是向铂催化剂中加入氮杂环卡宾配体，在一定反应条件下形成铂的络合物，利用氮杂环卡宾所形成的空间位阻效应和电子效应，有利于提高催化剂的活性。而且在合成环氧改性硅油，环氧基团极易开环，使得反应过程程度剧烈，较难控制，进而导致产品批次质量不同，一致性不好。如果加入抑制剂(1-乙炔基环己醇等)，会进一步加深产品的颜色。而且该专利所述氮杂环卡宾铂络合物催化剂需要先制备得到氮杂环卡宾前提，合成工艺复杂，不适合大规模工业生产。CN105854946B公开了一类含铂硅氢加成催化剂，有含铂化合物和有机配体反应，有机配体是一种含有不饱和键的大环化合物。同样地，此类新型有机配体的合成工艺复杂，价格昂贵，不适合大规模的工业生产。专利CN105797775B公开了一种乙烯基铂催化剂的制备方法，其是以四甲基二乙烯基二硅氧烷或四甲基二乙烯基环四硅氧烷为配体，氯铂酸的醇溶液在碳酸氢钠存在下反应，提高了氯铂酸的转化率和零价铂的络合收率。实质上该专利制备得到的就是Karstedt催化剂，其催化活性还有待进一步提高。

在非均相催化剂方面，往往采用无机载体来固定铂，例如在US2637738,DE2815316，CN10597777B中描述了上述载体上的催化剂。但此类非均相铂催化剂在催化效率上仍不能满足工业需求。

鉴于上述现有技术的不足，亟需提供一种综合性能优异，既能提高端环氧硅油的生产效率，又不会对产品产生不利影响的催化剂，同时能够降低生产成本，简化生产步骤流程。

发明内容