一種107矽橡膠的合成新工藝的製作方法

2023-05-18 07:15:51

專利名稱：一種107矽橡膠的合成新工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種有機矽橡膠的合成工藝，尤其涉及一種縮合型室溫硫 化矽橡膠的基礎膠即端羥基聚二甲基矽氧垸的合成工藝。
技術背景端羥基聚二甲基矽氧垸是配製縮合型室溫硫化矽橡膠常用的基礎膠 料(以下簡稱107矽橡膠)。最常用的合成方法是在鹼性催化劑的存在下， 將環狀的二甲基矽氧垸如八甲基環四矽氧垸(D4)或者環狀的二甲基矽 氧烷的混合物(DMC)進行開環聚合反應，DMC或D4是二甲基二氯矽 烷單體通過水解然後裂解，最後通過精餾得到的產物。常用的鹼性催化 劑有四甲基氫氧化銨和氫氧化鉀等。這種工藝是在無水條件下進行，需 要將D4或者DMC原料脫水處理，將鹼性催化劑製成鹼膠，然後再加入 到環矽氧烷中進行開環聚合反應，當聚二甲基矽氧烷的黏度達到一定程 度後，加水降解、封端、得到端羥基聚二甲基矽氧垸。這種工藝的鹼膠 製備及使用複雜，不利於工業化生產。《有機矽材料》，2005， 19 (2); 20 22 "線性聚矽氧烷縮聚反應的探 討"公開了一種利用端羥基聚二甲基矽氧垸低聚物(以下簡稱線性體) 作為生產原料，以氫氧化鉀水溶液為催化劑，通過線性體分子間的縮聚 得到所需黏度的107矽橡膠。文獻中使用的原料線性體是通過將水解物 精餾分離得到的，與傳統的利用DMC或D4作為原料相比，減少了二甲 基二氯矽垸水解物裂解重排的工序，但仍舊需要將二甲基二氯矽垸水解 物精餾分離得到線性體然後進行生產。 發明內容本發明提供了一種直接利用二甲基二氯矽烷水解物作為原料製備107矽橡膠的方法。具體方法包括在水解物中加入一定量的水，最好是蒸餾水，加入水量為水解物的0.1%-10% (重量百分比，優選為0.5%-5%)， 攪拌，溫度控制在40-120 。C，優選為85°C-95°C，保持真空 (-0.070MPa~-O.lMPa，優選為-0.085MPa—-0.095MPa)，蒸出低沸物(蒸 出低沸物為加入水量的1.0-1.5倍)，然後加入催化劑反應，通過在線黏度 檢測體系，待反應至所需黏度後，加入中和劑中和，繼續升溫至140°C-190 °C ，真空度控制在-0.095MPa—O.lMPa脫除低分子，待基本無餾分出來後， 得到107矽橡膠產品，根據不同的使用要求，產品的分子量一般控制在 60000-1000000之內。
所述的催化劑為重量濃度30%-60%的氫氧化鉀水溶液，其加入量為反 應體系的5-200ppm。
所述的中和劑為重量濃度為80%-85%的磷酸水溶液，其加入量為體系 的30-200ppm。
所述的蒸出的低沸物包括加入的水分以及伴隨著水分的蒸出的氯離 子和其他三官能團雜質，還包括少量的水解物，蒸出的低沸物重量為加 入水分重量的1.0-1.5倍。
所述的二甲基二氯矽垸水解物是二甲基二氯矽垸與20-36%質量分數 的鹽酸發生反應，水解溫度控制在30-4(TC ，生成的產物經靜置分層後得 到的上層產品。
二甲基二氯矽烷水解物中含有較高濃度的氯離子，目前國內二甲基 二氯矽烷水解物中氯離子含量普遍在1000ppm以上，國內先進水平的氯 離子含量也在300ppm左右，而國外先進水平可以達到200ppm以下，日 本信越公司的產品甚至可以達到〈20ppm。氯離子會與催化劑中的鉀離子 反應，生產氯化鉀從而增加催化劑的使用量，同時增加產品中無機鹽的 含量使得產品的透明度受到嚴重影響。而其中三甲氧基矽氧烷等帶三官 能團的雜質則非常容易導致產品發生交聯而導致廢品。正是由於這些原
因，目前還尚未有人將二甲基二氯矽烷水解物直接拿來作為生產原料制 備107矽橡膠。
本發明提供的方法通過往二甲基二氯矽垸水解物中加入適量的水解 決雜質帶來的這些問題。因為水解物中高濃度的氯離子和其他帶三官能 團的雜質是親水的，通過加入適量水，然後在一定的溫度和真空條件下 將水蒸出，這樣伴隨著水分的蒸出，氯離子和其他三官能團雜質會隨著 水分的蒸出而夾帶出來，這樣即避免了複雜的精餾過程又得到了合格的
107矽橡膠產品。
實施例l
二甲基二氯矽垸與20-36%質量分數的鹽酸發生反應，水解溫度控制 在30-40°C，生成的產物經靜置分層後得到上層二甲基二氯矽烷水解物產
口
在3000ml的燒瓶中加入2100g 二甲基二氯矽烷水解物和21g的蒸餾 水，攪拌，緩慢升溫至80-100°C，控制真空-0.08Mpa—-0. 09Mpa，等加 入的蒸餾水完全被蒸出後，加入100ppm的30%質量分數的氫氧化鉀水溶 液，通過在線黏度計控制，帶反應至所需黏度時，加入60ppm的85%磷酸 中和劑進行中和，10-30min後，繼續升溫至18CTC ，保持真空 -0.08Mpa—-0.09Mpa，脫出低分子，得到透明度高，交聯點少的分子量 為60000-1000000的合格107矽橡膠產品。 實施例2
二甲基二氯矽垸與20-36%質量分數的鹽酸發生反應，水解溫度控制 在30-40°C，生成的產物經靜置分層後得到上層二甲基二氯矽烷水解物產
叩o
在3000ml的燒瓶中加入2100g 二甲基二氯矽烷水解物和40g的蒸餾 水，攪拌，緩慢升溫至80-100°C，控制真空-0. 08Mpa—-0. 09Mpa，等加
入的蒸餾水完全被蒸出後，或者餾出物達到加入水量的1.1倍時，加入
50ppm的35。/。質量分數的氫氧化鉀水溶液，通過在線黏度計控制，帶反應 至所需黏度時，加入35ppm的85%磷酸中和劑進行中和，10-30min後， 繼續升溫至180。C，保持真空-0.08Mpa—-0. 09Mpa，脫出低分子，得到透 明度高，交聯點少的分子量為60000-1000000的合格107矽橡膠產品。 實施例3
二甲基二氯矽烷與20-36%質量分數的鹽酸發生反應，水解溫度控制
在30-40°C，生成的產物經靜置分層後得到上層二甲基二氯矽垸水解物產 口
叩o
在3000ml的燒瓶中加入2100g 二甲基二氯矽烷水解物和80g的蒸餾水， 攪拌，緩慢升溫至80-100°C，控制真空-0.08Mpa—-0. 09Mpa，等加入的 蒸餾水完全被蒸出後，或者餾出物達到加入水量的1.0-1.2倍時，加入 50ppm的35%質量分數的氫氧化鉀水溶液，通過在線黏度計控制，帶反應 至所需黏度時，加入35ppm的85%磷酸中和劑進行中和，10-30min後， 繼續升溫至18(TC，保持真空-0.08Mpa—-0. 09Mpa，脫出低分子，得到透 明度高，交聯點少的分子量為60000-1000000的合格107矽橡膠產品。
儘管上文對本實用新型的具體實施方式
給予了詳細描述和說明，但 是應該指明的是，我們可以依據本實用新型的構想對上述實施方式進行 各種等效改變和修改，其所產生的功能作用仍未超出說明書及附圖
所涵 蓋的精神時，均應在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求
1.利用二甲基二氯矽烷水解物作為原料製備107矽橡膠的方法，包括在二甲基二氯矽烷水解物中加入水，攪拌，控制一定的溫度和真空條件，蒸出低沸物，加入氫氧化鉀水溶液，待反應至所需黏度，加入中和劑中和，脫除低分子，得到107矽橡膠產品。
2. 根據權利要求1的製備方法，其中二甲基二氯矽烷水解物和水的比例 是100: 0.1-100: 10。
3. 根據權利要求1的製備方法，其中二甲基二氯矽烷水解物和水的比例是100: 0.5-100: 5。
4. 根據權利要求l、 2或3的製備方法，其中溫度為40°C-120°C，真空 條件為-0.07MPa—-0.1MPa。
5. 根據權利要求4的製備方法，其中溫度為85°C-95°C，真空條件為 誦0.085MPa—-0.095MPa。
6. 根據權利要求l的方法，所述的加入的氫氧化鉀的數量為反應體系的 5-200PPm，氫氧化鉀水溶液濃度為30%-60%。
7. 根據權利要求1的製備方法，其中反應到達所需黏度是通過在線粘度 檢測系統來判定的。
8. 根據權利要求l的方法，其中蒸出的低沸物為加入水量的1.0-1.5倍。
9. 根據權利要求1的方法，所述的中和劑為80%-85%的磷酸水溶液， 加入量為反應體系的30-200ppm。
10. 根據權利要求1的方法，所述的脫除低分子時，控制溫度為140°C-190 °C ，真空條件為-0.08MPa到-0.1MPa。全文摘要
本發明涉及一種縮合型室溫硫化矽橡膠的基礎膠即端羥基聚二甲基矽氧烷的合成工藝，包括將二甲基二氯矽烷水解物直接拿來作為生產原料製備107矽橡膠。本發明的方法通過往二甲基二氯矽烷水解物中加入適量的水解決雜質帶來的不利影響。
文檔編號C08G77/00GK101338034SQ20081006221
公開日2009年1月7日 申請日期2008年6月6日 優先權日2008年6月6日
發明者嚴躍和, 吳志良, 宋新鋒, 徐建良, 方建瑋, 方江南, 朱小英, 偉 王, 敦 胡, 邵月剛, 鄭曉紅, 鄭瑞兵 申請人:浙江新安化工集團股份有限公司