[发明专利]一种氟丙基硅油的制备方法及制得的氟丙基硅油

说明书

本发明提供一种氟丙基硅油的制备方法，包括以下步骤：(1)将三氟丙基甲基环三硅氧烷单体流经装有树脂催化剂的固定床，以使其在所述树脂催化剂中发生催化聚合反应，自所述装有树脂催化剂的固定床出口收集反应液；(2)将步骤(1)得到的反应液进行减压脱挥处理，得到氟丙基硅油；其中，所述氟丙基硅油的结构式如下：n＝10‑2000。本发明还提供一种前述制备方法制得的氟丙基硅油。本发明的制备方法无需中和及过滤步骤，且通过控制进料单体在树脂催化剂中的停留时间即可控制反应进程及产物的粘度，工艺简单，可稳定连续生产。

技术领域

本发明涉及化合物制备领域，尤其涉及一种氟丙基硅油的制备方法及制得的氟丙基硅油。

背景技术

聚三氟丙基甲基硅氧烷(粘度10-100000cP)，简称氟丙基硅油，是一类主链由三氟丙基甲基硅氧烷构成的聚合物。由于三氟丙基的引入，与二甲基硅油相比，氟丙基硅油具有更加突出的耐油、耐溶剂等性能，广泛应用于航空航天、交通运输、机械、化工、轻工、纺织等工业领域。

传统的氟丙基硅油合成方法，主要利用单体三氟丙基甲基环三硅氧烷在碱性催化剂下开环聚合制备。常用的碱性催化剂主要是碱金属催化剂，比如氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯等。一方面，环体开环聚合形成线性聚合物；另一方面，线性聚合物又会被阴离子进攻而发生断键反应，形成环体。由于三氟丙基的作用，断键速度往往大于开环速度，导致无法获得大分子量的产物。解决的办法一是控制反应时间，在反应达到相应粘度时便终止反应，但该方法往往需要经验，且工艺不稳定，很难工业化。另一个解决办法是使用非平衡催化剂，只催化开环反应，不催化断键反应，这就需要催化剂的活性较低，比如氢氧化锂、氢氧化钠等。在反应终点，加入弱酸中和未反应完的催化剂。为了提高中和效率和中和效果，需要对弱酸进行改性，提高其与氟丙基硅油的相容性，然后再将中和生成的盐过滤掉。该工艺操作复杂，且催化剂和中和剂需要特殊定制。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种氟丙基硅油的制备方法，该制备方法无需中和及过滤步骤，且容易控制反应进程及产物的粘度，工艺简单，可稳定连续生产。

本发明的第二个目的在于提供利用前述制备方法制得的氟丙基硅油。

为实现第一个目的，本发明提供一种氟丙基硅油的制备方法，包括以下步骤：

(1)将三氟丙基甲基环三硅氧烷单体流经装有树脂催化剂的固定床，以使其在所述树脂催化剂中发生催化聚合反应，自所述装有树脂催化剂的固定床出口收集反应液；

(2)将步骤(1)得到的反应液进行减压脱挥处理，得到氟丙基硅油；

其中，所述氟丙基硅油的结构式如下：

三氟丙基甲基环三硅氧烷，又名1,3,5-三[(3,3,3-三氟丙基)甲基]环三硅氧烷，其CAS号为2374-14-3，分子式为C₁₂H₂₁F₉O₃Si₃，分子量为468.54，熔点为35℃，沸点为95℃3mm(即，真空度为3毫米汞柱(约0.4kPa)下沸点为95℃)，结构式为

本发明的催化聚合反应原理如下：

树脂催化剂中含有很多酸性活性位点，它们进攻三氟丙基甲基环三硅氧烷上的氧原子，催化该环体发生阳离子开环聚合反应，化学反应方程式如下：

本领域技术人员理解，在该催化聚合反应过程中，树脂催化剂中的酸性活性位点仅进攻三氟丙基甲基环三硅氧烷上的氧原子，但并不会消耗掉，酸性活性位点的数量几乎不会减少。