低粘度端羟基硅油的合成.doc
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208.’2002中国有机硅学术交流会论文集低粘度端羟基硅油的合成黄薇(南通三德兴电子工业有限公司。南通226009)摘要:介绍了合成低粘度羟基硅油的5种方法:二甲基二乙氧基硅烷水解制备;二甲基二氯硅烷直接水解;D4或DMC和乙酸酐反应;D3水解;D4(或DMC)在阳离子交换树脂催化下开环水解制备,它们各有利弊。关键词:羟基硅油,二甲基二乙氧基硅烷,二甲基二氯硅烷,现,DMC1×低粘度端羟基硅油(粘度10~15II击,s)作为有机硅混炼胶的结构控制剂和无机材料的表面疏水处理剂被大量使用,根据使用的(CH3)2SlCh+NI玉OH+H20一H口一[(CH3)2Si一0一bH+NH,C1+H20将二甲基二氯硅烷滴加到氨水中(含NH40H原料不同有多种合成方法,主要有5种:二甲基二乙氧基硅烷水解;二甲基二氯硅烷直接24%左右)控制反应温度在30。C以下,快速搅拌使单体以极其分散相进入反应体系,反应生成的油相连续地从体系中导出,这样可避免羟基进一步缩合,而使羟基摩尔分数下降。成品用无水cach干燥。活性炭脱色,气提法脱氨,得产品羟基摩尔分数不小于8%。水解;D4或DMC与乙酸酐反应;D3水解;04或DMC在阳离子交换树脂催化下开环水解。本文主要介绍这5种方法。1二甲基二乙氧基硅烷水解QHs一0一Si(CH3)2―0一Q地+H20此法原料成本不高,羟基摩尔分数亦高,但生产中控制难度较大,稍有不当,羟基摩尔分数就很低。3―斗H0乇(cH3)2Si一0hH+岛H50Hn=l一6二甲基二乙氧基硅烷由二甲基二氯硅烷醇解后分馏,收集112―114。C馏分而得。然后在酸性催化剂存在下水解。再用NaHCO,水溶液中和,产物用无水CaCl2干燥,用活性炭脱色过滤后包装得产品。此方法制得的羟基硅油粘度较低(≤D4(或DMC)和乙酸酐反应lk*n[(CH3)2SiO]4+(cH3CO)20一CH3COO[(CH,)SiOl。COOCH3(1)cH3COO[(CH3)SiO]。COOC屿+H20一H0一[(cH3)2Si一0]。H+cH3COOHn=3~620r―2,8),羟基摩尔分数较高(≥8%)。由于原料成本较高仅适合于自己生产单体的工厂生产。(2)D4和乙酸酐在酸性催化荆存在下(硫酸或酸性自土),于乙酸酐沸点(125―139。C)以下反应。然后,用水迅速洗去酸性催化剂,再加人Na2C03或NaHC03水溶液中和水解,至pH值6,7。产品用无水cach干燥、活性炭脱色、过滤。此法生产成本不算高,硅油粘度25nxm2/s4-5nm2,B,羟基摩尔分数7%,9%。影响羟此方法晨光二厂已申请专利。2二甲基二氯硅烷直接水解用过量的氨中和二甲基二氯硅烷单体水解时释出的HCI,形成NH3一NH4cI缓冲溶液。2002中国有机硅学术交流会论文集基摩尔分数的因素有几方面。3.1耽与乙酸酐的量之比趋于完全。体系中若有微量的乙酰氧基存在,它与羟基可进一步缩合脱出醋酸,使粘度增加,羟基摩尔分数下降。为使中和水解反应彻底我们认为使用Na2C03比NaHCO,好,或者NaHCO,和N82c03混合使用。中和水解的温度60一90qc比较适合。有资料报导,此方法中加点caCq对反应是有益的。4一般n眈/n乙酸酐=I/0.8―1.33乙酸酐比例增加羟基摩尔分数增加。为使反应时n与乙酸酐的量之比变化尽量小,应减少乙酸酐的损失。因为反应在乙酸酐的沸程上下进行(乙酸酐的沸程是136.5―141.5℃),设备密封不好,蒸发的乙酸酐不能全部回流,会破坏D4和乙酸酐的量之比,使乙酸酐比例减少,式(1)中n相对变大会使羟基摩尔分数降低。但从成本考虑乙酸酐比例不能太大,只要满足需要即可。3.2洗涤酸性催化剂的时间D3水解n/3[(cH3)2SiO],+H20―HO一【(CH3)2SiOJ。一Hn=3―6甄和30%左右N也OH水溶液在极性溶剂上,如二甲基甲酰氨、丙酮、四氢呋喃、乙腈等,在室温下可水解开环,生成低摩尔质量的水洗酸性催化剂的时间要尽量的缩短,因为早期形成的羟基会与乙酰氧基缩合,产生较长的硅氧烷链,水洗时间长了羟基摩尔分数会大幅度下降。3.3中和水解的条件羟基硅油。一般配比为耽,wr扳&?m=10/40―80,反应结束后,放去下层氨水,用醋酸水溶液洗涤硅油中的极性溶剂和中和残留的氨味,再用水洗数遍后,用无水氯化钙干燥、过滤后即可得无色清亮的产品。粘度15―25rmn2,s,羟基摩尔分数为7%一1l%。琏可溶于极性溶剂,但加人氨水后岛立即析出,呈液固相反应。因此,搅拌磐须充分,使体系中固体消失,再搅拌一段时间即为反应