一種環保無溶劑液體矽樹酯的製備方法
2023-05-27 11:17:26
專利名稱：一種環保無溶劑液體矽樹酯的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種環保無溶劑液體矽樹酯的製備方法。
背景技術：
MQ樹脂是指含有M鏈節(R3SiO0.5)和Q鏈節(Si02)的聚矽氧烷，由M與Q鏈節的比值不同、聚合度不同以及M單元所接的基團不同，而表現出的物理性質和化學性質的不同，如透明度、相容性以及化學反應活性。因而它們具有很多用途，用作消泡劑、補強用添力口劑、脫模添加劑等。MQ矽樹脂的合成通常採用單官能團有機矽單體和四官能團有機矽單體水解縮聚的方法，通常用的是正矽酸乙酯或水玻璃與封端劑在酸催化下水解的方法。產物形成後用弱極性或者非極性溶劑萃取，蒸餾水和去離子水水性產物至中性，利用減壓濃縮產物。其中這些傳統的工藝在製備過程中，使用了有毒刺激性氣味的甲苯或者二甲苯作為萃取溶劑較為常見，不僅有害身體健康，而且對環境造成較大的汙染，也有用MM即六甲基二矽氧烷作為溶劑，但MM經濟性較差，同時MM作為溶劑的同時還會和合成的MQ樹脂反應，改變了 M比Q值，影響合成的MQ樹脂的性能。本發明的目的是提供一種環保無溶劑液體矽樹脂及其製備方法，解決當前製備MQ矽樹脂工藝中使用有毒溶劑甲苯或者二甲苯作為萃取溶劑對人體造成傷害，環境造成汙染的問題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種環保無溶劑液體矽樹酯的製備方法。
·
本發明所採取的技術方案是:一種環保無溶劑液體矽樹酯的製備方法，包括以下步驟:I)將90 150份M單元封端劑、80 250份去離子水、10 100份醇在pH為1-2，溫度為30°C 120°C下攪拌預反應20 40min ；2)然後將300 1000份Q單元矽酸酯加入反應器中，攪拌反應3 10h，反應溫度為30 120°C ；3)將上步得到的MQ樹脂酸水混合液冷卻至室溫，再加入200 1000份有機矽小分子物質萃取，靜置，分層，排除酸水層，得水解產物；4)洗滌產物至中性，去除水份，然後加入0.002 0.05份鹼性催化劑，I 10份去離子水，加熱至50 160°C聚合反應3 6h，得到無色透明MQ矽樹脂。M單元封端劑為六甲基二矽氧烷、四甲基二乙烯基二矽氧烷、四甲基二氫基二矽氧烷中的至少一種。所述的Q單元矽酸酯為正矽酸甲酯、正矽酸乙酯、正矽酸丙酯、正矽酸丁酯、聚矽酸乙酯中的至少一種。所述的醇為甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇中的至少一種。
所述的有機矽小分子物質包括有機矽環體DMC、D4、乙烯基環體、線性矽油。所述的鹼性催化劑為NaOH、Κ0Η、四甲基氫氧化銨中的至少一種。本發明的有益效果是:(I)本發明所述環保無溶劑液體MQ矽樹脂及其製備方法，採用有機矽低分子作為萃取劑，代替傳統的甲苯或二甲苯溶劑，不僅無毒而且環保。(2)本發明所述環保無溶劑液體MQ矽樹脂及其製備方法，使用的有機矽低分子是後續合成液體MQ樹脂的原材料。(3)本發明所述的MQ樹脂為透明液體MQ矽樹脂，其和107膠以及乙烯基矽油等有機矽聚合物是完全相容的，避免了使用時作為矽橡膠補強劑時加入甲苯或二甲苯溶劑溶解。
: 圖1為實施例6所得MQ樹脂的FTIR圖譜。
具體實施例方式一種環保無溶劑液體矽樹酯的製備方法，包括以下步驟:I)將90 150份M單元封端劑、80 250份去離子水、10 100份醇在pH為1-2，溫度為30°C 120°C下攪拌 預反應20 40min ；2)然後將300 1000份Q單元矽酸酯加入反應器中，攪拌反應3 10h，反應溫度為30 120°C ；3)將上步得到的MQ樹脂酸水混合液冷卻至室溫，再加入200 1000份有機矽小分子物質萃取，靜置，分層，排除酸水層，得水解產物；4)洗滌產物至中性，去除水份，然後加入0.002 0.05份鹼性催化劑，I 10份去離子水，加熱至50 160°C聚合反應3 6h，得到無色透明MQ矽樹脂。所述的M單元封端劑為六甲基二矽氧烷、四甲基二乙烯基二矽氧烷、四甲基二氫基二矽氧烷中的至少一種。所述的Q單元矽酸酯為正矽酸甲酯、正矽酸乙酯、正矽酸丙酯、正矽酸丁酯、聚矽酸乙酯中的至少一種；優選為正矽酸乙酯或聚矽酸乙酯。所述的醇為甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇中的至少一種，優選為乙醇。所述的有機矽小分子物質包括有機矽環體DMC、D4、乙烯基環體、線性矽油。所述的鹼性催化劑為Na0H、K0H、四甲基氫氧化銨中的至少一種，優選的，為四甲基
氫氧化銨。步驟4)中，水分的去除程度為:經過水分去除後，體系中殘存的水分為此時反應體系中所有物料總質量的0.2-0.8% ;去除水分的方法優選為:減壓蒸餾。需要說明的是，本發明的製備方法中所涉及的「份」均指的是「質量份」。下面結合具體實施例對本發明做進一步的說明:實施例1:180份去離子水、140份MM封端劑、50份乙醇、10份37wt%鹽酸在60°C下攪拌預反應30min，然後將450份矽酸乙酯滴加入反應器中，攪拌反應5h，反應溫度為60°C。得到的MQ樹脂酸水混合液室溫下加入500份有機矽環體DMC萃取，靜置，分層，排除酸水層，得水解產物。使用240份去離子水洗滌產物至中性。90°C減壓蒸餾去除水份，然後加入0.05份四甲基氫氧化銨催化劑，5份去離子水，加熱至100°C聚合反應5h，得到無色透明MQ矽樹脂。實施例2:180份去離子水、120份MM封端劑、50份乙醇、10份37wt%鹽酸在60°C下攪拌預反應30min，然後將450份矽酸乙酯滴加入反應器中，攪拌反應5h，反應溫度為60°C。得到的MQ樹脂酸水混合液室溫下加入500份DMC萃取，靜置，分層，排除酸水層，得水解產物。使用240份去離子水洗滌產物至中性。90°C減壓蒸餾去除水份，然後加入0.05份四甲基氫氧化銨催化劑，5份去離子水，加熱至100°C聚合反應5h，得到無色透明MQ矽樹脂。實施例3:180份去離子水、90份MM封端劑、50份乙醇、10份37wt%鹽酸在60°C下攪拌預反應30min，然後將450份矽酸乙酯滴加入反應器中，攪拌反應5h，反應溫度為60°C。得到的MQ樹脂酸水混合液室溫下加入500份DMC萃取，靜置，分層，排除酸水層，得水解產物。使用240份去離子水洗滌產物至中性。90°C減壓蒸餾去除水份，然後加入0.05份四甲基氫氧化銨催化劑，5份去離子水，加熱至100°C聚合反應5h，得到無色透明MQ矽樹脂。實施例4:180份去離子水、120份MM封端劑、50份乙醇、10份37wt%鹽酸在60°C下攪拌預反應30min，然後將450份矽酸乙酯滴加入反應器中，攪拌反應3h，反應溫度為75°C。得到的MQ樹脂酸水混合液室溫下加入500份DMC萃取，靜置，分層，排除酸水層，得水解產物。使用240份去離子水洗滌產物至中性。90°C減壓蒸餾去除水份，然後加入0.05份四甲基氫氧化銨催化劑，5份去離子水，加熱至100°C聚合反應5h，得到無色透明MQ矽樹脂。
實施例5:180份去離子水、120份MM封端劑、50份乙醇、10份37wt%鹽酸在60°C下攪拌預反應30min，然後將450份矽酸乙酯滴加入反應器中，攪拌反應5h，反應溫度為60°C。得到的MQ樹脂酸水混合液室溫下加入600份DMC萃取，靜置，分層，排除酸水層，得水解產物。使用240份去離子水洗滌產物至中性。90°C減壓蒸餾去除水份，然後加入0.05份四甲基氫氧化銨催化劑，6份去離子水，加熱至100°C聚合反應5h，得到無色透明MQ矽樹脂。實施例6:100份去離子水、120份MM封端劑、50份乙醇、10份37wt%鹽酸在60°C下攪拌預反應30min，然後將450份矽酸乙酯滴加入反應器中，攪拌反應5h，反應溫度為60°C。得到的MQ樹脂酸水混合液室溫下加入500份DMC萃取，靜置，分層，排除酸水層，得水解產物。使用240份去離子水洗滌產物至中性。90°C減壓蒸餾去除水份，然後加入0.05份四甲基氫氧化銨催化劑，5份去離子水，加熱至100°C聚合反應5h，得到無色透明MQ矽樹脂。實施例6製備的產品的FTIR圖譜如圖1所示。本發明所述環保無溶劑液體MQ矽樹脂及其製備方法，採用有機矽低分子作為萃取劑，代替傳統的甲苯或二甲苯溶劑，不僅無毒環保而且還是後續合成液體MQ樹脂的原材料。合成的MQ樹脂沒有溶劑和矽油是完全相容的。驗證例:將實施例1-6製備的MQ樹脂用於改性矽橡膠中:
配方1:100質量份的粘度為1500cps的107矽橡膠、10質量份的實施例1製備的MQ樹脂、I質量份的二月桂酸二丁基錫、3質量份的甲基三甲氧基矽烷、3質量份的KH550。配方2:100質量份的粘度為1500cps的107矽橡膠、10質量份的實施例2製備的MQ樹脂、I質量份的二月桂酸二丁基錫、3質量份的甲基三甲氧基矽烷、3質量份的KH550。配方3:100質量份的粘度為1500cps的107矽橡膠、10質量份的實施例3製備的MQ樹脂、I質量份的二月桂酸二丁基錫、3質量份的甲基三甲氧基矽烷、3質量份的KH550。配方4:100質量份的粘度為1500cps的107矽橡膠、10質量份的實施例4製備的MQ樹脂、I質量份的二月桂酸二丁基錫、3質量份的甲基三甲氧基矽烷、3質量份的KH550。配方5:100質量份的粘度為1500cps的107矽橡膠、10質量份的實施例5製備的MQ樹脂、I質量份的二月桂酸二丁基錫、3質量份的甲基三甲氧基矽烷、3質量份的KH550。配方6:100質量份的粘度為1500cps的107矽橡膠、10質量份的實施例6製備的MQ樹脂、I質量份的二月桂酸二丁基錫、3質量份的甲基三甲氧基矽烷、3質量份的KH550。對比配方:100質量份的粘度為1500cps的107矽橡膠、I質量份的二月桂酸二丁基錫、3質量份的甲基三甲氧基矽烷、3質量份的KH550。MQ改性矽橡膠的製備方法為:用甲苯將MQ矽樹脂溶解，攪拌下加入其他配方原料，在70-90°C下充分的攪拌(攪拌l_3h)，最後減壓蒸餾除去溶劑即得MQ改性矽橡膠。下面是各個配方的性能:表I
權利要求
1.一種環保無溶劑液體矽樹酯的製備方法，包括以下步驟: 1)將90 150份M單元封端劑、80 250份去離子水、10 100份醇在pH為1_2，溫度為30°C 120°C下攪拌預反應20 40min ； 2)然後將300 1000份Q單元矽酸酯加入反應器中，攪拌反應3 10h，反應溫度為30"120°C ； 3)將上步得到的MQ樹脂酸水混合液冷卻至室溫，再加入200 1000份有機矽小分子物質萃取，靜置，分層，排除酸水層，得水解產物； 4)洗滌產物至中性，去除水份，然後加入0.002 0.05份鹼性催化劑，I 10份去離子水，加熱至5(Tl60°C聚合反應3 6h，得到無色透明MQ矽樹脂。
2.根據權利要求1所述的一種環保無溶劑液體矽樹酯的製備方法，其特徵在於:所述的M單元封端劑為六甲基二矽氧烷、四甲基二乙烯基二矽氧烷、四甲基二氫基二矽氧烷中的至少一種。
3.根據權利要求1所述的一種環保無溶劑液體矽樹酯的製備方法，其特徵在於:所述的Q單元矽酸酯為正矽酸甲酯、正矽酸乙酯、正矽酸丙酯、正矽酸丁酯、聚矽酸乙酯中的至少一種。
4.根據權利要求1所述的一種環保無溶劑液體矽樹酯的製備方法，其特徵在於:所述的醇為甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的一種環保無溶劑液體矽樹酯的製備方法，其特徵在於:所述的有機矽小分子物質包括有機矽環體DMC、D4、乙烯基環體、線性矽油。
6.根據權利要求1所述的一種環保無溶劑液體矽樹酯的製備方法，其特徵在於:所述的鹼性催化劑為NaOH、K0H、四 甲基氫氧化銨中的至少一種。
全文摘要
本發明公開了一種環保無溶劑液體矽樹酯的製備方法，包括以下步驟1)將M單元封端劑、水、醇在攪拌預反應；2)然後將Q單元矽酸酯加入反應器中，攪拌反應；3)將上步得到的MQ樹脂酸水混合液冷卻至室溫，再加入有機矽小分子物質萃取，靜置，分層，排除酸水層，得水解產物；4)洗滌產物至中性，減壓蒸餾去除水分，然後加入鹼性催化劑，加熱至50~160℃聚合反應，得到無色透明MQ矽樹脂。本發明所述環保無溶劑液體MQ矽樹脂及其製備方法，採用有機矽低分子作為萃取劑，代替傳統的甲苯或二甲苯溶劑，不僅無毒環保而且還是後續合成液體MQ樹脂的原材料。合成的MQ樹脂沒有溶劑和矽油是完全相容的。
文檔編號C08G77/20GK103242532SQ20131015557
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月28日 優先權日2013年4月28日
發明者唐正華, 李良, 戴如勇 申請人:深圳市新亞新材料有限公司