矽羥基封端聚二甲矽氧烷的製備方法與流程
2023-05-09 01:00:36 3
本發明涉及一種矽氧烷的製備方法，特別是涉及一種矽羥基封端聚二甲矽氧烷的製備方法。
背景技術：
羥基封端聚二甲基矽氧烷是製備縮合型單雙組分室溫硫化有機矽橡膠的最常用的基礎原料，其製備的有機矽橡膠，具有粘接性好、優異的電氣絕緣性、優異的耐候性能、耐臭氧和耐化學侵蝕性等特點。其應用領域包括：建築密封膠、建築結構膠、電子電器粘結、密封和灌封等。
目前常規的羥基封端聚二甲基矽氧烷的製備方法為以八甲基環四矽氧烷、有機矽混合環體（包括六甲基環三矽氧烷，八甲基環四矽氧烷，十甲基環五矽氧烷，十二甲基環六矽氧烷）為原料在氫氧化鉀或矽醇鉀、四甲基氫氧化銨等催化劑的作用下，經過投料脫水、開環聚合、降解、調聚、中和以及脫除低分子等步驟得到。此方法製備羥基封端聚二甲基矽氧烷，存在工藝時間長，催化劑用量大，有機矽環體開環率低（一般低於87%），一次得率低等問題。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種矽羥基封端聚二甲矽氧烷的製備方法，其製備工藝穩定，工藝時間短，產品開環率高，揮發率低。
本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：一種矽羥基封端聚二甲矽氧烷的製備方法，其包括以下步驟：
步驟一，混合階段；將100份粘度為45cst的聚二甲基矽氧烷環體和聚二甲基矽氧烷線性體的混合物加入反應器中，再加入2份粘度為70cst的含矽羥基的多聚物作為鏈終止劑，攪拌升溫至75℃；
步驟二，催化階段；加入催化劑，催化劑的加入量為原料總量的10ppm，繼續攪拌，溫度維持在75℃，反應80分鐘，檢測粘度達到20000cst，加入15ppm的終止劑，終止60分鐘；
步驟三，除雜階段；升溫至170℃，真空度為-0.098mpa，真空脫除低沸物2小時。
優選地，所述矽羥基封端聚二甲基矽氧烷的粘度範圍為100~100，000，000cst。
優選地，所述聚二甲基矽氧烷環體和聚二甲基矽氧烷線性體的混合物的粘度範圍為4~120cst。
優選地，所述含矽羥基的多聚物的粘度範圍為4~1000cst。
優選地，所述催化劑是一種非離子籠型膦腈超強鹼n(ch2ch2nr)3p，其中r是金屬、甲基、乙基、異丙基、異丁基。
優選地，所述催化劑的用量為原料總量的1~50ppm。
優選地，所述催化階段的反應溫度為60~180°c，反應時間約10~120分鐘。
優選地，所述終止劑用使有機酸，如磷酸、甲酸、乙酸、辛酸。
優選地，所述矽羥基封端聚二甲基矽氧烷的開環率大於95%。
本發明的積極進步效果在於：本發明使用非離子籠型膦腈超強鹼n(ch2ch2nr)3p作為催化劑，使產品製備工藝時間短，開環率高，揮發率低，降低了原料損耗，提高了經濟效益。
具體實施方式
下面給出本發明較佳實施例，以詳細說明本發明的技術方案。
實施例一：
將100份粘度為45cst的聚二甲基矽氧烷環體和聚二甲基矽氧烷線性體的混合物加入反應器中，再加入2份粘度為70cst的含矽羥基的多聚物作為鏈終止劑，攪拌升溫至75℃，開啟真空至-0.08mpa，脫水30分鐘；加入5ppm催化劑n(ch2ch2net)3p，繼續攪拌，溫度維持在75℃，反應80分鐘，檢測粘度達到20000cst，加入7.5ppm的磷酸終止劑，終止30分鐘；升溫至170℃，真空度-0.098mpa，真空脫除低沸物120分鐘。
實施例二：
將100份有機矽混合環體加入反應器中，再加入2份粘度為70cst的矽羥基的多聚物作為鏈終止劑，攪拌升溫至75℃，開啟真空至-0.08mpa，脫水30分鐘；加入5ppm催化劑n(ch2ch2net)3p，繼續攪拌，溫度維持在75℃，反應80分鐘，檢測粘度達到20000cst，加入7.5ppm的磷酸終止劑，終止30分鐘;升溫至170℃，真空度-0.098mpa，真空脫除低沸物120分鐘。
實施例三：
將100份有機矽混合環體加入反應器中，攪拌升溫至75℃，開啟真空至-0.08mpa，脫水30分鐘；繼續升溫至150℃，加入50ppm催化劑氫氧化鉀，繼續攪拌，溫度維持在150℃，反應120分鐘，檢測粘度達到300000cst，加入0.05份的水降解反應150分鐘，粘度為35000cst；加入75ppm的磷酸終止劑，終止60分鐘；升溫至170℃，真空度-0.098mpa，真空脫除低沸物120分鐘。
實施例四：
將100份有機矽混合環體加入反應器中，攪拌升溫至75℃，開啟真空至-0.08mpa，脫水30分鐘；繼續升溫至150℃，加入10ppm催化劑氫氧化鉀，繼續攪拌，溫度維持在150℃，反應240分鐘，檢測粘度達到15000cst，加入0.05份的水降解反應150分鐘，粘度為35000cst；加入75ppm的磷酸終止劑，終止60分鐘；升溫至170℃，真空度-0.098mpa，真空脫除低沸物120分鐘。
實施例五：
將102份粘度為70cst的聚二甲基矽氧烷線性體加入反應器中，攪拌升溫至75℃，開啟真空至-0.08mpa，脫水30分鐘；加入5ppm催化劑n(ch2ch2net)3p，繼續攪拌，溫度維持在75℃，真空-0.08mpa，反應30分鐘，檢測粘度達到80000cst，加入7.5ppm的磷酸終止劑，終止30分鐘；升溫至170℃，真空度-0.098mpa，真空脫除低沸物120分鐘。
實施例六：
將100份粘度為45cst的聚二甲基矽氧烷環體和聚二甲基矽氧烷線性體的混合物加入反應器中，再加入2份粘度為70cst的矽羥基封端聚二甲基矽氧烷作為鏈終止劑，攪拌升溫至75℃，開啟真空至-0.08mpa，脫水30分鐘；加入100ppm催化劑四甲基氫氧化銨，繼續攪拌，升溫到105℃，反應150分鐘，粘度為50000cst。迅速升溫到140-150℃，分解四甲基氫氧化銨，持續60分鐘；升溫至170℃，真空度-0.098mpa，真空脫除低沸物120分鐘。
實施例七：
將100份粘度為45cst的聚二甲基矽氧烷環體和聚二甲基矽氧烷線性體的混合物加入反應器中，再加入2份粘度為70cst的矽羥基封端聚二甲基矽氧烷作為鏈終止劑，攪拌升溫至75℃，開啟真空至-0.08mpa，脫水30分鐘；加入5ppm催化劑n(ch2ch2nch(ch3)2)3p，繼續攪拌，溫度維持在75℃，反應80分鐘，檢測粘度達到15000cst，加入7.5ppm的磷酸終止劑，終止30分鐘；升溫至170℃，真空度-0.098mpa，真空脫除低沸物120分鐘。
實施例一至實施例七的矽羥基封端聚二甲基矽氧烷的產品開環率和成品的揮發率如表1所示：
表1
如表1所示，實施例1、實施例2、實施例5、實施例7都是使用了一種非離子籠型膦腈超強鹼n(ch2ch2nr)3p作為催化劑，其工藝時間、得率都明顯優於實施例3、實施例4、實施例6，非離子籠型膦腈超強鹼n(ch2ch2nr)3p作為催化劑的效果優於氫氧化鉀或四甲基氫氧化銨。
本發明的積極進步效果在於：本發明使用非離子籠型膦腈超強鹼n(ch2ch2nr)3p作為催化劑，使產品製備工藝時間短，開環率高，揮發率低，降低了原料損耗，提高了經濟效益。
以上所述的具體實施例，對發明的解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為發明的具體實施例而已，並不用於限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。