提高聚矽氧烷粘度的組合物和方法
2023-12-06 12:12:56
專利名稱：提高聚矽氧烷粘度的組合物和方法
技術領域：
本發明涉及化學領域，具體涉及一種提高聚矽氧烷粘度的組合物和方法。
背景技術：
一般較高粘度的聚矽氧烷都是通過單體八甲基環四矽氧烷(簡稱D4)或甲基矽氧烷低聚物的共混物(簡稱DMC)以及較低粘度的聚矽氧烷在酸或鹼催化下縮合反應而成，然後通過鏈終止劑或破壞催化劑的方法來終止反應。其粘度的大小通過加入的封端劑的量來控制。此反應是一個平衡反應，聚合和解聚同時進行，產率一般在85%-95%之間，同時會產生一定數量的低分子物質，為了保證產品性能，需要通過加熱及抽真空方式脫去低分子物質。 現高粘度PBT是用擴鏈劑來通過無溶液增粘PBT，提高PBT的分子量，從而使PBT的擠出時挺性更好，適用於光纖的擠出。但該方法不涉及或不適用聚矽氧烷。專利號為CN1280997的專利中提到用擴鏈劑來製備高粘度聚醯胺的方法，專利號為CN1272126提到一種聚二甲基矽氧烷與一種有機二異氰酸酯和一種擴鏈劑反應提高粘度的方法，但是這兩種方法均不適合製備高粘度的聚矽氧烷。擴鏈劑採用含有2個苯並惡嗪環的3，4 一二氫一 3取代苯並惡嗪，用量為聚醯胺樹脂重量的0. 1% I. 5%。擴鏈劑與聚醯胺分子的端基發生反應起到擴鏈作用，從而得到高粘度聚醯胺。但該方法也不適用於聚矽氧烷。CN1272126提到一種聚二甲基娃氧燒與一種有機二異氰酸酯和一種擴鏈劑反應，但該反應中擴鏈劑為乙二醇、聚乙二醇、丁二醇等有機醇類，是來與有機二異氰酸酯反應擴鏈的，不是與聚矽氧烷。
發明內容
本發明提出了一種提高聚矽氧烷粘度的組合物和方法，能夠提高聚矽氧烷的粘度。本發明的技術方案是這樣實現的一種提高聚矽氧烷粘度的組合物，其包括按重量份數計，聚矽氧烷100份、擴鏈劑0. 00001-10份、催化劑0. 0000001-5份；所述組合物還包括阻聚劑0-10份、填料0-1000份、熱塑性樹脂0-500份；其中，所述聚矽氧烷含有至少一個乙烯基；所述擴鏈劑為含氫聚矽氧烷；所述催化劑為第八簇過渡元素及其混合物、配合物；所述阻聚劑為含炔類化合物；所述填料包括增強型填料和/或填充型填料。所述聚矽氧烷中的乙烯基含量優選為0.001-10%，所述聚矽氧烷的粘度優選為0.OlPa S-10000000Pa. S。
所述擴鏈劑中的含氫量優選為0.001-10%，所述擴鏈劑的粘度優選為O.OlPa.S-IOOOOPa. S。所述擴鏈劑優選為粘度0. OlPa. S-2000Pa. S的含氫聚矽氧烷。所述催化劑優選為鉬及鉬的化合物或鉬配合物；和/ 或，所述阻聚劑優選包括了丙炔醇、己炔醇、環己炔醇中的一種或多種；和/ 或，所述增強型填料優選包括氣象法白炭黑、沉澱法白炭黑、炭黑中的一種或多種；和/ 或， 所述填充型填料優選包括石英粉、硅藻土、高嶺土、碳酸鈣、滑石粉、色粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或多種。所述熱塑性樹脂，包括以下一種或多種聚烯烴、烯烴共聚物、聚氯乙烯PVC、氯化聚乙烯CPE，乙酸乙烯酯-氯乙烯聚合物PVCA，及尼龍6，尼龍66，聚對苯二甲酸乙二醇酯PET,聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT，聚氨酯彈性體TPU，聚酯彈性體TPEE，苯乙烯和丙烯氰的共聚物SAN，苯乙烯-丙烯氰-丁二烯的共聚物ABS、聚甲醛P0M、丙烯酸酯-丙烯氰-苯乙烯ASA ;聚苯乙烯類聚苯乙烯PS、耐衝擊性聚苯乙烯HIPS、可發性聚苯乙烯EPS、聚碳酸酯PC、聚丙烯酸酯及聚甲基丙烯酸酯，聚苯醚PPE ;聚苯硫醚PPS、聚醯亞胺PI，及以苯乙烯及烯烴為基礎的熱塑性彈性體TPE。本發明還提供了一種上述利用上述任一種所述的提高聚矽氧烷粘度的組合物提高聚矽氧烷粘度的方法，包括A、按原料份數分別稱取聚矽氧烷、擴鏈劑、催化劑、阻聚劑、填料、熱塑性樹脂；B、將稱取的聚矽氧烷、擴鏈劑、阻聚劑、催化劑進行混合、擴鏈、攪拌以提高聚矽氧烷的粘度。在步驟B之後，所述製備方法優選進一步包括C1 :對步驟B的產物進行加熱。在步驟B之後，所述製備方法優選進一步包括C2 向步驟B的產物中添加填料和/或熱塑性樹脂；D2 :對C2的混合物進行加熱。本發明提供的提高聚矽氧烷粘度的組合物及方法，能夠達到如下的有益效果I.本發明提供了一種通過含至少一個乙烯基的聚矽氧烷和含氫聚矽氧烷在催化劑的作用下進行加成反應，從而提高聚矽氧烷的聚合度和粘度，製備比組合物中任一種成分的粘度都高的聚矽氧烷，提高聚矽氧烷粘度中沒有加入任何溶劑，能夠有效的提高了聚矽氧烷的粘度。2.本發明通過擴鏈劑計量的大小和催化劑的相互匹配可以隨意控制聚矽氧烷的粘度，控制簡單，容易工業化。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖I本發明的一個具體實施例的製備方法流程圖；圖2本發明的另一個具體實施例的製備方法流程圖。
具體實施例方式為使本發明實施例的目的、技術 方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。本發明提供一種提高聚矽氧烷粘度的組合物，其原料包括按重量份數計，聚矽氧烷100份、擴鏈劑0. 00001-10份、催化劑0. 0000001-5份；所述組合物還包括阻聚劑0-10份、填料0-1000份、熱塑性樹脂0-500份；其中，所述聚矽氧烷含有至少一個乙烯基；所述擴鏈劑為含氫聚矽氧烷；所述催化劑為第八簇過渡元素及其混合物、配合物；所述阻聚劑為含炔類化合物；所述填料包括增強型填料和/或填充型填料。本發明提供了一種通過含至少一個乙烯基的聚矽氧烷和含氫聚矽氧烷在催化劑的作用下進行加成反應，從而提高聚矽氧烷的聚合度和粘度，製備比組合物中任一種成分的粘度都高的聚矽氧烷，提高聚矽氧烷粘度中沒有加入任何溶劑，能夠有效的提高了聚矽氧烷的粘度。下面對該提高聚矽氧烷粘度的組合物進行詳細描述本發明提供一種提高聚矽氧烷粘度的組合物，其包括按重量份數計，聚矽氧烷100份、擴鏈劑0. 00001-10份、催化劑0. 0000001-5份；所述組合物還包括阻聚劑0-10份、填料0-1000份、熱塑性樹脂0-500份；其中，聚矽氧烷，添加量為100份，含有至少一個乙烯基，可以是端基含乙烯基或中間鏈結上含乙烯基或兩種情況都存在，以利於與含氫矽氧烷進行加成反應，優選端基含乙烯基，其中，乙烯基的含量為 0. 001-10%,比如:0. 001%、0. 01%,0. 1%、0. 5%、1%、1. 5%、2%、2. 5%、3%、3. 5%、4%、4. 5%、5%、5. 5%、6%、6. 5%、7%、7. 5%、8%、8. 5%、9%、9. 5% 或 10% 或任意兩值之間的範圍。另外該聚矽氧烷的粘度為0. OlPa S-10000000Pa. S，比如:0. OlPa S、0. 05Pa S、
0.IPa S、0. 5Pa SUPa SUOOPa SUOOOPa S、5000Pa SUOOOOPa S、50000Pa S、IOOOOOPa S、500000Pa SUOOOOOOPa S、5000000Pa SUOOOOOOOPa S、5000000Pa S、lOOOOOOOPa S或其中任意兩值之間的範圍。擴鏈劑該擴鏈劑優選為含氫聚矽氧烷；擴鏈劑的含氫量為0. 001-10%,比如
0.001%、0. 01%,0. 1%、0. 5%、1%、1. 5%、2%、2. 5%、3%、3. 5%、4%、4. 5%、5%、5. 5%、6%、6. 5%、7%、
7.5%、8%、8. 5%、9%、9. 5%或10%或任意兩值之間的範圍。另外，該擴鏈劑的粘度為0. IPa.S-IOOOOPa. S，比如:0. IPa SUPa SUOOPa SUOOOPa S、2000Pa S、5000Pa S、IOOOOPa S或其中任意值和任意範圍。擴鏈劑的添加量為0. 00001-10重量份數；尤其是，為了更好地提高聚矽氧烷的粘度，該擴鏈劑優選為粘度為0. OlPa.S-2000Pa. S的含氫聚矽氧烷，更優選粘度為0. IPa. S-IOPa. S的含氫聚矽氧烷。催化劑，能夠促進聚矽氧烷的擴鏈反應，該催化劑為第八簇過渡元素及其混合物、配合物；催化劑的添加量為催化劑0. 0000001-5重量份數份，或為其中任意值或任意值之間的範圍；尤其是，為了更好地生產高粘度聚矽氧烷，該催化劑優選為鉬Pt及其化合物或配合物。注配位化合物(coordination compound)簡稱配合物,也叫錯合物、絡合物,為一類具有特徵化學結構的化合物，由中心原子或離子(統稱中心原子)和圍繞它的稱為配位體(簡稱配體)的分子或離子，完全或部分由配位鍵結合形成。阻聚劑，調整加成反應的時間作用。該阻聚劑優選為含炔類化合物；在催化劑濃度很低時，可以不使用或少使用阻聚劑。· 阻聚劑為含炔類化合物；為了更好的提高聚矽氧烷的粘度，該阻聚劑優選為丙炔醇、己炔醇、環己炔醇中的一種或多種。阻聚劑的添加量為0-10重量份數，比如0份、2份、4份、6份、8份、10份或為其中任意值或任意值之間的範圍；同時在一些具體實施例中，為了更好地提高聚矽氧烷的粘度，在製備時原料中可以包括填料，填料的添加比例為0-1000重量份數，比如0份、10份、50份、100份、200份、400份、600份、800份、1000份或為其中任意值或任意值之間的範圍；所述填料包括增強型填料和/或填充型填料；其中增強型填料包括氣象法白炭黑、沉澱法白炭黑、炭黑中的一種或多種；所述填充型填料包括石英粉、硅藻土、高嶺土、碳酸鈣、滑石粉、色粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或多種。注色粉是對顏料的一種俗稱，它包括有機顏料、無機顏料、溶劑染料、螢光顏料、珠光顏料、螢光增白劑等，廣泛用於塑膠、油漆、塗料、油墨、紡織、皮革、造紙、建築材料、文教用品等行業。同時在一些具體實施例中，為了產品更好的應用，在提高聚矽氧烷粘度的過程中，組合物中可以包含熱塑性樹脂，添加量為0-500份，比如0份、5份、10份、50份、100份、200份、300份、400份、500份或其中的任意值或任意兩值之間的範圍。其中該熱塑性樹脂，包括聚烯烴、烯烴共聚物、聚氯乙烯(PVC)、氯化聚乙烯(CPE)，乙酸乙烯酯-氯乙烯聚合物(PVCA)，及尼龍6，尼龍66，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚氨酯彈性體(TPU)，聚酯彈性體(TPEE)，苯乙烯和丙烯氰的共聚物(SAN)，苯乙烯-丙烯氰-丁二烯的共聚物(ABS)、聚甲醛(P0M)、丙烯酸酯-丙烯氰-苯乙烯(ASA);聚苯乙烯類(聚苯乙烯(PS)、耐衝擊性聚苯乙烯(HIPS)、可發性聚苯乙烯(EPS))、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯酸酯及聚甲基丙烯酸酯，聚苯醚(PPE)、及摻合物，例如PC/ABS、PC/ASA、PC/PA、PA/ABS、PC/PBT ;聚苯硫醚(PPS)、聚醯亞胺(PI)，及以苯乙烯及烯烴為基礎的熱塑性彈性體(TPE)。本發明還提供了一種利用上述任一種所述的提高聚矽氧烷粘度的組合物提高聚矽氧烷粘度的方法，包括A、按原料份數分別稱取聚矽氧烷、擴鏈劑、催化劑、阻聚劑、填料、熱塑性樹脂；B、將稱取的聚矽氧烷、擴鏈劑、阻聚劑、催化劑進行混合、攪拌以提高聚矽氧烷的粘度。在步驟B之後，所述製備方法優選進一步包括C1 :對步驟B的產物進行加熱。在步驟B之後，所述製備方法優選進一步包括C2 向步驟B的產物中添加填料和/或熱塑性樹脂；
D2 :對C2的混合物進行加熱。需要說明的是在製備不同高粘度的聚矽氧烷時採用的設備也通常不同，一般會根據成品粘度的不同來選取採用的設備。下面，具體通過以下幾個實施例來描述生產不同粘度的聚矽氧烷所採用的製備步驟和製備設備。實施例1，原料中聚矽氧烷粘度較小，呈液態時，可採用反應釜和行星攪拌器。方法如下如圖1，所示步驟101，在反應釜或行星攪拌器中依次加入聚矽氧烷、擴鏈劑、阻聚劑，攪拌混合均勻；步驟102，再加入催化劑進一步混合和擴鏈，出料。步驟103，對加入催化劑後的混合料進行再次處理，比如與熱塑性樹脂、填料等混合，進行加熱混煉，完成擴鏈，從而製備粘度更高的聚矽氧烷。或者在本實施例中還可以進一步對加入催化劑後的混合料直接加熱到一定的溫度，完成擴鏈。其中具體的溫度可以視催化劑和阻聚劑的加入量而定。實施例2，原料中聚矽氧烷粘度較大，呈固態或半固態，為避免難以攪拌，傳熱不均等情況，可採用捏合機或密煉機，具體製備方法，如圖2，所示步驟201，在捏合機或密煉機中混合聚矽氧烷、擴鏈劑、阻聚劑、催化劑等物質；步驟202，直接對捏合機或密煉機進行加熱，完成擴鏈反應，出料。在本實施例中還可以將需要出料的產物進入雙螺杆、三螺杆或單螺杆擠出機加熱擠出，從而進行進一步的擴鏈反應。或者，在本實施例中，還可以在一開始混料時加入熱塑性樹脂等參與擴鏈反應。下面，本發明還提供了三個更為具體的實施例實施例3 粘度為3Pa. S的乙烯基聚矽氧烷，乙烯基含量為0. 5%100千克；0. 2Pa. S含氫聚矽氧烷500克；Pt的催化劑混合物100克在反應釜中依順序加入上述三個產品，混合30分鐘，後加熱到100°C下反應20分鐘，測得聚矽氧烷粘度為IOPa. S。實施例4 粘度為3Pa. S的乙烯基聚矽氧烷，乙烯基含量為0. 5%100千克；0. 2Pa. S含氫矽油500克；Pt的催化劑混合物100克在反應釜中依順序加入上述三個產品，混合30分鐘，出料後取出其中的25公斤，與聚乙烯一起加入密煉機中，(密煉機溫度為150°C )，混煉10分鐘，完成反應，用單螺杆擠出造粒，後用甲苯分離出聚矽氧烷，測試其粘度為IOPa. S。實施例5 粘度為12285Pa. S (110°C，角速度為0. I)的甲基乙烯基聚矽氧烷，乙烯基含量為
0.09%，50公斤；擴鏈劑含氫聚矽氧烷220克；在捏合機中混煉30分鐘，加入10克環己炔醇，再混煉30分鐘，然後加入40克含Pt的催化劑，混煉30分鐘，出料，在雙螺杆擠出機中，溫度200°C情況下，螺杆轉速300轉/分鐘擠出，擠出後的產品在110°C，角速度為0. I測試其粘度為 43400Pa. S。最後應說明的是以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精 神和範圍。
權利要求
1.一種提高聚矽氧烷粘度的組合物，其特徵在於，其包括按重量份數計，聚矽氧烷100份、擴鏈劑0. 00001-10份、催化劑0. 0000001-5份； 所述組合物還包括阻聚劑0-10份、填料0-1000份、熱塑性樹脂0-500份； 其中， 所述聚矽氧烷含有至少一個乙烯基； 所述擴鏈劑為含氫聚矽氧烷； 所述催化劑為第八簇過渡元素及其混合物、配合物； 所述阻聚劑為含炔類化合物； 所述填料包括增強型填料和/或填充型填料。
2.如權利要求I所述的提高聚矽氧烷粘度的組合物，其特徵在於， 所述聚矽氧烷中的乙烯基含量為0. 001-10%,所述聚矽氧烷的粘度為0.OlPa S-10000000Pa. S。
3.如權利要求I所述的提高聚矽氧烷粘度的組合物，其特徵在於， 所述擴鏈劑中的含氫量為0. 001-10%，所述擴鏈劑的粘度為0. OlPa. S-IOOOOPa. S。
4.如權利要求3所述的提高聚矽氧烷粘度的組合物，其特徵在於， 所述擴鏈劑為粘度0. OlPa. S-2000Pa. S的含氫聚矽氧烷。
5.如權利要求1-4任一項所述的提高聚矽氧烷粘度的組合物，其特徵在於， 所述催化劑為鉬及鉬的化合物或鉬的配合物； 和/或， 所述阻聚劑包括了丙炔醇、己炔醇、環己炔醇中的一種或多種； 和/或， 所述增強型填料包括氣象法白炭黑、沉澱法白炭黑、炭黑中的一種或多種； 和/或， 所述填充型填料包括石英粉、硅藻土、高嶺土、碳酸鈣、滑石粉、色粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂中的一種或多種。
6.如權利要求1-4任一項所述的提高聚矽氧烷粘度的組合物，其特徵在於， 所述熱塑性樹脂，包括以下一種或多種聚烯烴、烯烴共聚物、聚氯乙烯PVC、氯化聚乙烯CPE，乙酸乙烯酯-氯乙烯聚合物PVCA，及尼龍6，尼龍66，聚對苯二甲酸乙二醇酯PET，聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT，聚氨酯彈性體TPU，聚酯彈性體TPEE，苯乙烯和丙烯氰的共聚物SAN，苯乙烯-丙烯氰-丁二烯的共聚物ABS、聚甲醛P0M、丙烯酸酯-丙烯氰-苯乙烯ASA ；聚苯乙烯類聚苯乙烯PS、耐衝擊性聚苯乙烯HIPS、可發性聚苯乙烯EPS ;聚碳酸酯PC、聚丙烯酸酯及聚甲基丙烯酸酯，聚苯醚PPE及摻合物；聚苯硫醚PPS、聚醯亞胺PI，及以苯乙烯及烯烴為基礎的熱塑性彈性體TPE。
7.利用權利要求1-6任一項所述的提高聚矽氧烷粘度的組合物提高聚矽氧烷粘度的方法，其特徵在於，包括 A、按原料份數分別稱取聚矽氧烷、擴鏈劑、催化劑、阻聚劑、填料、熱塑性樹脂； B、將稱取的聚矽氧烷、擴鏈劑、阻聚劑、催化劑進行混合、擴鏈、攪拌以提高聚矽氧烷的粘度。
8.如權利要求7所述的提高聚矽氧烷粘度的方法，其特徵在於，在步驟B之後，所述製備方法進一步包括C1 :對步驟B的產物進行加熱。
9.如權利要求8所述的提高聚矽氧烷粘度的方法，其特徵在於，在步驟B之後，所述製備方法進一步包括 C2 :向步驟B的產物中添加填料和/或熱塑性樹脂； D2 :對C2的混合物進行加熱。
全文摘要
本發明涉及化學領域，具體涉及一種提高聚矽氧烷粘度組合物及方法；該組合物其包括按重量份數計，聚矽氧烷100份、擴鏈劑0.00001-10份、催化劑0.0000001-5份；所述組合物還包括阻聚劑0-10份、填料0-1000份、熱塑性樹脂0-500份；其中，所述聚矽氧烷含有至少一個乙烯基；所述擴鏈劑為含氫聚矽氧烷；所述催化劑為第八簇過渡元素及其混合物、配合物；所述阻聚劑為含炔類化合物；所述填料包括增強型填料和/或填充型填料。該方法包括A、按原料份數分別稱取聚矽氧烷、擴鏈劑、催化劑、阻聚劑、填料、熱塑性樹脂；B、將稱取的聚矽氧烷、擴鏈劑、阻聚劑、催化劑進行混合、攪拌以提高聚矽氧烷的粘度。本發明能夠提高聚矽氧烷的粘度。
文檔編號C08K3/26GK102702750SQ201210190199
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月11日 優先權日2012年6月11日
發明者徐龍平, 雷霆 申請人:成都思立可科技有限公司