混合酮肟型交聯劑的合成方法
2023-11-04 13:03:47 1
專利名稱：混合酮肟型交聯劑的合成方法
技術領域：
本發明涉及矽烷交聯劑的合成領域，特別是涉及一種混合酮肟型交聯劑的合成方法。
背景技術：
交聯劑(cross-linking agent)能在線型分子間起架橋作用，使多個線型分子相互鍵合交聯成網絡結構的物質。交聯劑主要用在高分子材料(橡膠與熱固性樹脂)中。因為高分子材料的分子結構就象一條條長的線，沒交聯時強度低，易拉斷，且沒有彈性，交聯劑的作用就是在線型的分子之間產生化學鍵，使線型分子相互連在一起，形成網狀結構，這樣提高橡膠的強度和彈性。交聯劑也叫固化劑、硬化劑、熟化劑，它能使線型或輕度支鏈型的大分子轉變成三維網狀結構，以此提高強度、耐熱性、耐磨性、耐溶劑性等性能，可用於發泡或不發泡製品。肟基矽烷是目前市場上用量最大的交聯劑，也是近幾年增長速度最快的一類。 MOS(甲基三丁酮肟基矽烷)和TOS(四丁酮肟基矽烷)混合交聯劑是其中之一。M0S/T0S 混合交聯劑產品為無色或淺黃色透明液體，遇水交聯並產生丁酮肟，用於RTV(室溫硫化矽橡膠)、矽酮玻璃膠(中性)作交聯劑。因其中含有四官能團結構的成份，使用該產品可提高矽橡膠固化後的強度，縮短表幹時間和深層固化時間。它具有無腐蝕、毒性小等特點，廣泛應用於機械、電子、汽車、建築、航空及日用品等領域。現有的M0S/T0S混合交聯劑合成方法是在反應釜中投入丁酮肟和120#溶劑，在攪拌下滴加甲基三氯矽烷，反應結束後靜置分層，除去下層丁酮肟鹽酸鹽；然後向上層半成品中加入丁酮肟，再滴加四氯化矽，反應結束後靜置分層，除去第二次產生的丁酮肟鹽酸鹽 (以下簡稱二次丁酮肟鹽酸鹽)；再對生成的酸性半成品進行充氨氣中和處理，過濾副產物氯化銨固體鹽，濾後的粗品經蒸餾出120#溶劑及過量丁酮肟，最終得到成品。其化學反應式如下
NCH
CF^Sia3 + GCtyOCt^CHi ——^ CF^SiI ON=CiCH,3 +
SCH3CH2(CH3)C3SICH 『 Hl
NOH
Sia4 + SCH3CCH2CH3 ~ Si [ ON= 0(0 ) C^CH3] 4 +
4C^C^(C^)CN0H· HQ上述M0S/T0S混合交聯劑合成方法存在以下缺點(1)M0S/T0S混合交聯劑中MOS和TOS的含量比例難以控制，下層丁酮肟鹽酸鹽中含有一定量的MOS和TOS，而且含有比例無法確定。
3
(2) 二次丁酮肟鹽酸鹽用氨水中和後，液體上層漂浮有大量固體粘稠物，增加了後續回收丁酮肟工藝的操作難度。(3)按照此種工藝生產，對生產數據進行統計得出得到Ikg質量比為MOS TOS =4 1的混合酮肟型交聯劑二次消耗的丁酮肟量為351g。主要原因是由於從二次丁酮肟鹽酸鹽中回收丁酮肟的難度較高，導致生產單料產品所消耗的丁酮肟偏高，產品成本過高。(4)因二次丁酮肟鹽酸鹽固有的高粘度、低流動性等物理特性，造成從二次丁酮肟鹽酸鹽中萃取MOS和TOS較困難。
發明內容
本發明的目的是為了克服上述背景技術的不足，提供一種混合酮肟型交聯劑的合成方法，能夠控制M0S/T0S混合交聯劑產品中MOS和TOS的比例，提高產品質量及產品質量的穩定性，提高產品收率，降低成本，優化工藝，操作簡單。本發明提供的混合酮肟型交聯劑的合成方法，包括以下步驟A、在反應釜中投入丁酮肟和120#溶劑，在攪拌下滴加甲基三氯矽烷，所述丁酮肟、120#溶劑和甲基三氯矽烷的質量比為3. 6 1 1，反應結束後靜置分層，除去下層的丁酮肟鹽酸鹽，向上層半成品中充入氨氣，得到氯化銨固體鹽並過濾，得到甲基三丁酮肟基矽烷半成品；B、向甲基三丁酮肟基矽烷半成品中補加丁酮肟和120#溶劑，在攪拌下滴加四氯化矽，同時充入氨氣，反應結束後濾去生成的副產物氯化銨固體鹽，再蒸餾出丁酮肟和 120#溶劑，最終得到甲基三丁酮肟基矽烷和四丁酮肟基矽烷質量比為4 1的混合交聯劑成品。在上述技術方案中，步驟A中所述甲基三氯矽烷的滴加時間控制在1 1.5小時。在上述技術方案中，步驟B中所述甲基三丁酮肟基矽烷半成品、丁酮肟、120#溶劑和四氯化矽的質量比為80 12. 5 5 6。在上述技術方案中，步驟B中所述四氯化矽的滴加時間控制在15 25分鐘，反應溫度為:35°C 45°C。在上述技術方案中，所述四氯化矽的滴加時間為20分鐘。在上述技術方案中，步驟B中所述四氯化矽滴加完畢以後，繼續充入氨氣10 15 分鐘，得到鹼性半成品液體後再過濾、蒸餾。與現有技術相比，本發明的優點如下(1)本發明中通過控制四氯化矽和丁酮肟的投入量，達到控制M0S/T0S混合交聯劑產品中MOS和TOS比例的目的。(2)本發明省去了二次丁酮肟鹽酸鹽中和，含水丁酮肟分離、回收等工序，優化了工藝，操作簡單，產品易於分離。(3)本發明的反應過程中沒有二次丁酮肟鹽酸鹽生成，氯化銨固體鹽在液體半成品體系中中很容易沉降，後續沉澱分離相對簡單，能夠降低丁酮肟的損耗量，從而降低成本。(4)本發明能夠提高M0S/T0S混合交聯劑產品的收率，每公斤M0S/T0S混合交聯劑可收到約200克的NH4Cl鹽。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明作進一步的詳細描述。本發明實施例提供的混合酮肟型交聯劑的合成方法，包括以下步驟A、在反應釜中投入丁酮肟和120#溶劑，在攪拌下滴加甲基三氯矽烷，滴加時間控制在1 1.5小時，丁酮肟、120#溶劑和甲基三氯矽烷的質量比為3.6 1 1，反應結束後靜置分層，除去下層的丁酮肟鹽酸鹽，向上層半成品中充入氨氣，得到氯化銨固體鹽並過濾，得到MOS (甲基三丁酮肟基矽烷)半成品；B、向甲基三丁酮肟基矽烷半成品中補加丁酮肟和120#溶劑，在攪拌下滴加四氯化矽，甲基三丁酮肟基矽烷半成品、丁酮肟、120#溶劑和四氯化矽的質量比為 80 12. 5 5 6。四氯化矽的滴加時間控制在15 25分鐘，優選為20分鐘，反應溫度為35°C 45°C，滴加四氯化矽的同時充入氨氣，得到氯化銨固體鹽，四氯化矽滴加完畢以後，繼續充入氨氣10 15分鐘，反應結束得到鹼性半成品液體後過濾，濾去生成的副產物氯化銨固體鹽，再蒸餾出丁酮肟和120#溶劑，最終得到甲基三丁酮肟基矽烷和四丁酮肟基矽烷質量比為4 1的混合交聯劑成品。主要化學反應式如下
權利要求
1.一種混合酮肟型交聯劑的合成方法，其特徵在於包括以下步驟A、在反應釜中投入丁酮肟和120#溶劑，在攪拌下滴加甲基三氯矽烷，所述丁酮肟、 120#溶劑和甲基三氯矽烷的質量比為3. 6 1 1，反應結束後靜置分層，除去下層的丁酮肟鹽酸鹽，向上層半成品中充入氨氣，得到氯化銨固體鹽並過濾，得到甲基三丁酮肟基矽烷半成品；B、向甲基三丁酮肟基矽烷半成品中補加丁酮肟和120#溶劑，在攪拌下滴加四氯化矽， 同時充入氨氣，反應結束後濾去生成的副產物氯化銨固體鹽，再蒸餾出丁酮肟和120#溶劑，最終得到甲基三丁酮肟基矽烷和四丁酮肟基矽烷質量比為41的混合交聯劑成品。
2.如權利要求1所述的混合酮肟型交聯劑的合成方法，其特徵在於步驟A中所述甲基三氯矽烷的滴加時間控制在1 1. 5小時。
3.如權利要求1所述的混合酮肟型交聯劑的合成方法，其特徵在於步驟B中所述甲基三丁酮肟基矽烷半成品、丁酮肟、120#溶劑和四氯化矽的質量比為80 12.5 5 6。
4.如權利要求1所述的混合酮肟型交聯劑的合成方法，其特徵在於步驟B中所述四氯化矽的滴加時間控制在15 25分鐘，反應溫度為35°C 45°C。
5.如權利要求4所述的混合酮肟型交聯劑的合成方法，其特徵在於所述四氯化矽的滴加時間為20分鐘。
6.如權利要求1至5任一項所述的混合酮肟型交聯劑的合成方法，其特徵在於步驟 B中所述四氯化矽滴加完畢以後，繼續充入氨氣10 15分鐘，得到鹼性半成品液體後再過濾、蒸餾。
全文摘要
本發明公開了一種混合酮肟型交聯劑的合成方法，包括步驟在反應釜中投入丁酮肟和120#溶劑，在攪拌下滴加甲基三氯矽烷，丁酮肟、120#溶劑和甲基三氯矽烷的質量比為3.6∶1∶1，反應結束後靜置分層，除去下層的丁酮肟鹽酸鹽，向上層半成品中充入氨氣，得到氯化銨固體鹽並過濾，得到MOS半成品；向MOS半成品中補加丁酮肟和120#溶劑，在攪拌下滴加四氯化矽，同時充入氨氣，反應結束後濾去生成的副產物氯化銨固體鹽，並蒸餾，得到MOS和TOS質量比為4∶1的混合交聯劑成品。本發明能控制MOS/TOS混合交聯劑中MOS和TOS的比例，提高產品質量及產品質量的穩定性，提高產品收率，降低成本，優化工藝，操作簡單。
文檔編號C07F7/18GK102516599SQ20111037448
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者馮瓊華, 吳崇, 楊傳華, 梁成凱, 王成, 肖俊平, 趙家旭 申請人:湖北新藍天新材料股份有限公司