一種新型結構苯基甲基矽油的製作方法

2023-06-21 15:35:51 1

專利名稱：一種新型結構苯基甲基矽油的製作方法
專利說明一種新型結構苯基甲基矽油 本發明涉及化工技術領域，具體的說是一種新型結構苯基甲基矽油。苯基甲基矽油是矽油主要品種之一，其應用面十分廣泛，它可以用在金屬製品的熱處理浴、高溫加熱油、脂肪烴、芳香烴、脂肪酸、胺、醇、酯及烯類的分離、分析用色譜載體，電子電氣設備的潤滑油，加入碳黑鋰皂或二硫化鉬作為高溫潤滑脂，可用於高溫風扇軸承、滾珠軸承、H級電機的滾珠軸承考克、運輸鏈條、爐門防磨軸承、瓦特計、汽車發動機、紡織乾燥機、炸彈控制器、蒸汽透平機、低速防磨軸承、耐高溫紡織機械的潤滑等，也可以用於化纖噴絲防粘處理等。
傳統的苯甲基矽油合成技術是通過三甲基氯矽烷與二甲基二氯矽烷、苯甲基二氯矽烷進行共水解，聚合反應(也可採用六甲基二矽醚、甲基環矽氧烷、二苯基環矽氧烷)在催化劑酸或無機鹼的存在下進行聚合反應。上述合成方法所得到的苯基甲基矽油由於殘存微量的酸鹼性，鏈節中只能同時存在二甲基、苯甲基或二甲基二苯基兩種矽氧烷鏈節單元，因而其閃點(℃)一般只能在280～300℃左右，折射率(25℃)一般為1.460～1.495，粘度(25℃/mm2·s-1)一般為100～200，若粘度大於200，矽油的殘存酸鹼性增加，閃點下降。負電性和耐高溫性能均不夠理想，無法滿足一些粘度要求高的場合300(25℃/mm2·s-1)以上，閃點大於300℃和對揮發份要求高的場合。本發明的目的就是要克服現有技術的不足，提供一種具有高粘度(＞300/mm2·s-1)，高閃點(≥350℃)，高折射率(≥1.4950/25℃)，矽油中殘存的酸鹼性低(酸值≤0.01％)，負電效應和耐高溫性能好並具有生理惰性，適用於作為高溫條件下長期使用或護理用的，以二苯基甲基矽氧烷為鏈終止劑(封端劑)Si-O-Si分子長鏈上同時具有二甲基、二甲基二苯基、甲基苯基三種矽氧烷鏈節單元的新型苯基甲基矽油的合成方法。
為實現上述目的，設計一種新型結構苯基甲基矽油，其特徵在於採用下列四種原料進行合成，其配比為以二苯基甲基矽氧烷為鏈封端劑的低聚合度矽氧烷28～35％甲基環矽氧烷矽油2～14％以羥基封端的低聚合度二甲基二苯基矽氧烷 50～70％四甲基氫氧化銨 上述三種組分總重的 0.01～0.1％本發明以二苯基甲基矽氧烷為鏈封端劑的低聚合度矽氧烷的聚合度為0～8；甲基環矽氧烷為環體，其結構可以為八甲基環四矽氧烷D4，也可以是甲基混合環體，如D3、D4、D5、D6的混合物，簡稱DMC，但其中D4的含量不得低於80％；以羥基封端的低聚合度二甲基二苯基矽氧烷的聚合度n＝3～9；四甲基氫氧化銨可以是以水溶液或矽醇鹽的形式加入。
本發明的合成工藝，其特徵在於包括以下工藝步驟(1)加料按配方分別稱取以二苯甲基矽氧烷為封端劑的低聚合度矽氧烷，原料組分I，甲基環矽氧烷，原料組分II，羥基封端的低聚合度二甲基二苯基矽氧烷，原料組分III，四甲基氫氧化銨或四甲基氫氧化銨矽醇鹽，原料組分IV，加入帶有攪拌、溫度計、冷凝管接受器等減壓的反應器中；(2)加熱、真空脫水開動攪拌，通入經氯化鈣和矽膠乾燥處理過的氮氣或空氣，開動真空泵，調節真空度，使其殘壓控制在40-10mmHg，開動攪拌，在攪拌下開始加熱進行脫水反應，在40-60℃/40-10mmHg下脫水20-30分鐘；(3)加熱並減壓在攪拌下升溫，並降低真空度；(4)鹼催化重排平衡化反應在75-120℃/210-150mmHg條件下繼續脫水和鹼重排反應1.5～3.0小時，排除真空，恢復常壓；(5)升溫、常壓破壞催化劑開始升溫，於170-200℃破壞催化劑，維持0.3～1.0小時(6)真空脫低沸重新開動真空泵，於300-350℃/10-5mmHg下脫低沸0.5～3.0小時，將鹼催化劑重排化反應中未反應的低沸物脫除；(7)活性炭脫色過濾於真空條件下降溫至40℃，排除真空，用活性炭脫色過濾後得到外觀微黃透明的液體苯基甲基矽油。
本發明以二苯基甲基矽氧烷作為鏈的封端劑，其Si-O-Si分子長鏈中同時可以存在二甲基、二甲基二苯基、甲基苯基三種矽氧烷鏈節單元，這種結構的苯基甲基矽油結構式如下 其中，m、n、o可以在一定範圍內進行調節，n也可以是0；通過改變和調節四種組分原料的用料即可得到不同粘度，不同折光率和由不同基團二甲基或二苯基或苯甲基組成的苯基甲基矽油，可達到如下的基本性能外觀微黃色透明液體粘度25℃ ≥300/mm2s-1一般300-3000/mm2s-1折光率20℃ 1.4800～1.5100凝固點℃ ≤-40℃閃點℃ ≥350℃熱損耗250℃/2小時 ≤0.8％300℃/3小時＜1.5％
本發明可耐250～300℃的高溫；可用於高溫場合如熱載體、紡織機械潤滑、耐高溫矽脂基礎油、化纖噴絲防粘劑，也可用於300℃長時間使用的有機密封膠的添加劑、增塑劑，及用於臨床燒傷、創傷、燙傷的皮膚修復護理和外科手術病人預防和治療疤痕增生的護理填充液。
本發明同現有技術相比具有耐高溫、低揮發性、高閃點、低酸鹼性(中性)、帶負電性及生理惰性等特點，成本低，值得推廣和應用。

圖1為本發明的工藝流程圖。
參見附圖1，1為取料；2為加熱、真空脫水；3為加熱並減壓；4為鹼催化重排(平衡化)；5為升溫、常壓破壞催化劑；6為真空脫低沸；7活性炭脫色過濾。下面結合附圖對本發明做詳細實例說明，這種化工產品的製造技術對本專業的人來說還是比較清楚的。
實施例1分別稱取以苯基甲基為封端劑的低聚合度矽氧烷(組分I)192g(32％)，甲基環矽氧烷(組分II)81.6g(13.6％)，以羥基封端的低聚合度二甲基二苯基矽氧烷326.4g(54.4％)，四甲基氫氧化銨水溶液0.97g(上述三種組分的重量和的0.1％)。將四種組分的原料加入反應瓶，開始攪拌，開啟真空泵，調節真空泵使殘存的壓力維持在(40-10)mmHg下開始升溫，當溫度上升到40℃，於45℃/20mmHg條件下脫水20分鐘後，降低真空度至殘壓，在200mmHg左右，開始升溫，當溫度達到85℃時於85℃/200mmHg條件下繼續脫水並開始進行鹼催化重排反應，0.5小時後，升溫至115℃，於115℃/250mmHg下維持2.0小時，然後排除真空，開始升溫破壞催化劑，當溫度升高到170℃時開始計時，0.5小時後開始減壓升溫，並於330℃/10mmHg條件下脫低沸0.5小時後開始降溫，降溫到40℃，排除真空，加入活性炭過濾，可得到微黃色透明液體，粘度(25℃)330/mm2s-1，折光率(20℃)1.4930，閃點(℃)≥350℃，苯基甲基矽油469g，脫出低沸84g，產率80％左右。
實施例2分別稱取以二苯基甲基矽氧烷為封端劑的低聚合度矽氧烷(組分I)105g(35％)，甲基環矽氧烷(組分II)17.7g(5.9％)，以羥基封端的低聚合度二甲基二苯基矽氧烷(組分III)177.3g(59.1％)，四甲基氫氧化銨水溶液0.67g(上述三種組分重量和的0.08％)等四種組分的原料加入，按和實施例1完全相同工藝條件進行合成操作，得到粘度(25℃)720/mm2s-1，折光率(20℃)1.5185，閃點(℃)≥350℃，外觀為微黃色透明液體的苯基甲基矽油229g，脫除低沸37g，產率約77％。
實施例3分別稱取以二苯基甲基矽氧烷為封端劑的低聚合度矽氧烷(組分工)180g(29.3％)，甲基環矽氧烷(組分II)15g(2.4％)，以羥基封端的低聚合度二甲基二苯基矽氧烷(組分II)420g(68.3％)，四甲基氫氧化銨水溶液0.97g(上述三種組分重量和的0.06％)等四種組分的原料加入，按和實施例1完全相同工藝條件進行合成操作，得到粘度(25℃)1300/mm2s-1，折光率(20℃)1.5270，閃點(℃)≥360℃，凝固點＜-40℃，外觀為微黃色透明液體的苯基甲基矽油460g，脫除低沸84g，產率約77％。
權利要求
1.一種新型結構苯基甲基矽油，其特徵在於採用下列四種原料進行合成，其配比為以二苯基甲基矽氧烷為鏈封端劑的低聚合度矽氧烷 28～35％甲基環矽氧烷矽油 2～14％以羥基封端的低聚合度二甲基二苯基矽氧烷 50～70％四甲基氫氧化銨 上述三種組分總重的0.01～0.1％
2.根據權利要求書1所述的一種新型結構苯基甲基矽油，其特徵在於以二苯基甲基矽氧烷為鏈封端劑的低聚合度矽氧烷的聚合度為0～8。
3.根據權利要求書1所述的一種新型結構苯基甲基矽油，其特徵在於甲基環矽氧烷為環體，其結構可以為八甲基環四矽氧烷D4，也可以是甲基混合環體，如D3、D4、D5、D6的混合物，簡稱DMC，但其中D4的含量不得低於80％。
4.根據權利要求書1所述的一種新型結構苯基甲基矽油，其特徵在於以羥基封端的低聚合度二甲基二苯基矽氧烷的聚合度n＝3～9。
5.根據權利要求書1所述的一種新型結構苯基甲基矽油，其特徵在於四甲基氫氧化銨可以是以水溶液或矽醇鹽的形式加入。
6.根據權利要求書1所述的一種新型結構苯基甲基矽油的合成工藝，其特徵在於包括以下工藝步驟(1)加料按配方分別稱取以二苯甲基矽氧烷為封端劑的低聚合度矽氧烷，原料組分I，甲基環矽氧烷，原料組分II，羥基封端的低聚合度二甲基二苯基矽氧烷，原料組分III，四甲基氫氧化銨或四甲基氫氧化銨矽醇鹽，原料組分IV，加入帶有攪拌、溫度計、冷凝管接受器等減壓的反應器中；(2)加熱、真空脫水開動攪拌，通入經氯化鈣和矽膠乾燥處理過的氮氣或空氣，開動真空泵，調節真空度，使其殘壓控制在40-10mmHg，開動攪拌，在攪拌下開始加熱進行脫水反應，在40-60℃/40-10mmHg下脫水20-30分鐘；(3)加熱並減壓在攪拌下升溫，並降低真空度；(4)鹼催化重排平衡化反應在75-120℃/210-150mmHg條件下繼續脫水和鹼重排反應1.5～3.0小時，排除真空，恢復常壓；(5)升溫、常壓破壞催化劑開始升溫，於170-200℃破壞催化劑，維持0.3～1.0小時；(6)真空脫低沸重新開動真空泵，於300-350℃/10-5mmHg下脫低沸0.5～3.0小時，將鹼催化劑重排化反應中未反應的低沸物脫除；(7)活性炭脫色過濾於真空條件下降溫至40℃，排除真空，用活性炭脫色過濾後得到外觀微黃透明的液體苯基甲基矽油。
7.根據權利要求書1所述的一種新型結構苯基甲基矽油，其特徵在於以二苯基甲基矽氧烷作為鏈的封端劑，其Si-O-Si分子長鏈中同時可以存在二甲基、二甲基二苯基、甲基苯基三種矽氧烷鏈節單元，這種結構的苯基甲基矽油結構式如下 其中，m、n、o可以在一定範圍內進行調節，n也可以是0。
8.根據權利要求書1所述的一種新型結構苯基甲基矽油，其特徵在於通過改變和調節四種組分原料的用料即可得到不同粘度，不同折光率和由不同基團二甲基或二苯基或苯甲基組成的苯基甲基矽油，可達到如下的基本性能外觀微黃色透明液體粘度25℃ ≥300/mm2s-1一般300-3000/mm2s-1折光率20℃ 1.4800～1.5100凝固點℃ ≤-40℃閃點℃ ≥350℃熱損耗250℃/2小時 ≤0.8％
300℃/3小時＜1.5％
9.根據權利要求書1所述的一種新型結構苯基甲基矽油，其特徵存於其可耐250～300℃的高溫。
10.根據權利要求書1所述的一種新型結構苯基甲基矽油，其特徵在於可用於高溫場合如熱載體、紡織機械潤滑、耐高溫矽脂基礎油、化纖噴絲防粘劑，也可用於300℃長時間使用的有機密封膠的添加劑、增塑劑，及用於臨床燒傷、創傷、燙傷的皮膚修復護理和外科手術病人預防和治療疤痕增生的護理填充液。
全文摘要
本發明涉及化工技術領域，具體的說是一種新型結構苯基甲基矽油，其特徵在於採用下列四種原料進行合成，其配比為以二苯基甲基矽氧烷為鏈封端劑的低聚合度矽氧烷28～35％，甲基環矽氧烷矽油2～14％，以羥基封端的低聚合度二甲基二苯基矽氧烷50～70％，四甲基氫氧化銨上述三種組分總重的0.01～0.1％。本發明同現有技術相比，具有耐高溫、低揮發性、高閃點、低酸鹼性(中性)、帶負電性及生理惰性等特點，成本低，值得推廣和應用。
文檔編號A61L27/00GK1569925SQ20041001806
公開日2005年1月26日 申請日期2004年4月29日 優先權日2004年4月29日
發明者章基凱, 戴希璉, 陳俊欽, 陳與同, 諸國建, 羅洪堅, 朱穎先 申請人:上海高分子材料研究開發中心