[发明专利]非水解缩合制备聚硅氧烷树脂的方法

说明书

本发明的范围是用非水解缩合法合成或许烷氧基化的聚硅氧烷(POS)。更准确地说，本发明针对进行下述反应：在没有水的场合下和在LEWIS酸型催化剂存在下，根据热缩合机制烷氧基甲硅烷基结构单元Mo1与卤代—优选氯代—甲硅烷基结构单元Mo2进行反应。结构单元Mo1和Mo2可以在同一的起始硅氧烷中和/或具有不同性质的多个硅氧烷中。非限制性地，可以将所述反应表述如下：

这种聚有机硅氧烷(POS)直接合成方法一直都是特别吸引人的，而另一种可能的替代方法是，采用氯硅烷水解和/或醇解，然后后水解缩合的非直接合成POS方法。这些非直接的方法是工业上唯一使用的方法。事实上，除了简单性外，直接法的优点是得到许多反应副产物，例如它可能是氯甲烷(MeCl)，这是能够被循环产生甲基氯硅烷的副产物，硅氧烷工业的基本物。此外，这种一步直接法能够采用适当的卤代烷氧基硅烷和/或卤代硅烷和烷氧基硅烷生产根据需要而定烷氧基化的树脂POS。最后，可以预料调整OR/X＝卤素的起始比例可以增强控制最后树脂中的烷氧官能比，如发生这种情况的话。

这些可能是描述了氯代硅烷和烷氧基硅烷或卤代烷氧基硅烷彼此之间非水解缩合的US2485928、2695307和2731485的发明者的期望。在下述LEWIS酸型催化剂存在下为了制备线性或交联的聚硅氧烷进行缩合：FeCl₃、ZnCl₂和AlCl₃，以及AlCl₃和BCl₃。

若根据US2485928缩合，值得注意的是所述的这些缩合能优选地达到氯乙氧基二甲基硅烷，或许甲基三氯代硅烷，FeCl₃专门作为催化剂。甚至在第二栏第51-53行明确指出FeCl₃是唯一所希望的催化剂。

根据US2695307，在金属Al，Zn(Fe，Ca)氯化物存在下，卤代有机硅烷与烷氧基有机硅烷进行反应。

US2731485描述了硅烷的均缩合和杂缩合：SiOR/SiX，X＝卤素(Cl)和R＝Et，在非常高的温度250-300℃下进行。使用的催化剂是AlCl₃-BCl₃。这样严格的温度条件必然招致损失。该专利发明人透露生成烷基醚联产物，无其他说明，也未得出结论。

未想否认这些已知专利的教育与科学的意义，可惜证实了这种缩合反应还没有在工业上开发。事实上，确定制备具体地由甲硅烷氧基单元D(SiO_2/2)，T(SiO_3/2)和/或Q(SiO_4/2)，甚至M(SiO_1/2)，以及或许基团(OR)的携带者组成的聚硅氧烷(可能烷氧基化的，例如甲氧基化的)树脂作为这些技术的目的，直到现在还在同控制交联面临的严重问题作斗争。其问题具体表现在树脂过早固化和固化失控。从工业合成观点来看，这样一个缺陷所造成的损失是很明显的，只列举这个非常明显的缺陷，就可以证实玻璃化产品不可避免地是不能使用的。

另外，无论从科学和技术方面还是从工业和市场开发方面来看，这些相对早期的专利没有继续下去这一事实便是不利技术判例的证明者，这影响制备POS，如在作为催化剂的LEWIS酸存在下，由非水解的均缩合或杂缩合制备烷氧基化的POS。

虽然本申请确定几个主要目的中的一个目的是，提出由非水解的均缩合或杂缩合制备聚硅氧烷树脂(可能烷氧基化的)的方法，这种方法提供控制或掌握交联作用的可能性，同时能够有很大的灵活性和高度的操作自由性，这涉及建造各种不同性质的烷氧基化的或非烷氧基化的POS骨架。

本发明另一个重要目的是提供一种由非水解缩合制备烷氧基化的或非烷氧基化的POS树脂的方法，这种方法运行简单和经济。

本发明另一个重要目的是提供一种由非水解缩合制备可能烷氧基化的聚硅氧烷树脂的方法，这种方法在工业上是可行的，并得到在技术和商业上可开发的树脂。

本发明还一个重要目的是，在LEWIS酸存在下由非水解杂缩合烷氧基硅烷和卤代硅烷，能制备由单元(D)和(Q)和/或(T)组成的烷氧基化或非烷氧基化的液体POS树脂。