專利名稱：一種107硅橡膠的合成新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種有機(jī)硅橡膠的合成工藝，尤其涉及一種縮合型室溫硫 化硅橡膠的基礎(chǔ)膠即端羥基聚二甲基硅氧垸的合成工藝。
技術(shù)背景端羥基聚二甲基硅氧垸是配制縮合型室溫硫化硅橡膠常用的基礎(chǔ)膠 料(以下簡(jiǎn)稱107硅橡膠)。最常用的合成方法是在堿性催化劑的存在下， 將環(huán)狀的二甲基硅氧垸如八甲基環(huán)四硅氧垸(D4)或者環(huán)狀的二甲基硅 氧烷的混合物(DMC)進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)，DMC或D4是二甲基二氯硅 烷單體通過(guò)水解然后裂解，最后通過(guò)精餾得到的產(chǎn)物。常用的堿性催化 劑有四甲基氫氧化銨和氫氧化鉀等。這種工藝是在無(wú)水條件下進(jìn)行，需 要將D4或者DMC原料脫水處理，將堿性催化劑制成堿膠，然后再加入 到環(huán)硅氧烷中進(jìn)行開環(huán)聚合反應(yīng)，當(dāng)聚二甲基硅氧烷的黏度達(dá)到一定程 度后，加水降解、封端、得到端羥基聚二甲基硅氧垸。這種工藝的堿膠 制備及使用復(fù)雜，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。《有機(jī)硅材料》，2005， 19 (2); 20 22 "線性聚硅氧烷縮聚反應(yīng)的探 討"公開了一種利用端羥基聚二甲基硅氧垸低聚物(以下簡(jiǎn)稱線性體) 作為生產(chǎn)原料，以氫氧化鉀水溶液為催化劑，通過(guò)線性體分子間的縮聚 得到所需黏度的107硅橡膠。文獻(xiàn)中使用的原料線性體是通過(guò)將水解物 精餾分離得到的，與傳統(tǒng)的利用DMC或D4作為原料相比，減少了二甲 基二氯硅垸水解物裂解重排的工序，但仍舊需要將二甲基二氯硅垸水解 物精餾分離得到線性體然后進(jìn)行生產(chǎn)。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種直接利用二甲基二氯硅烷水解物作為原料制備107硅橡膠的方法。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(yōu)選為0.5%-5%)， 攪拌，溫度控制在40-120 。C，優(yōu)選為85°C-95°C，保持真空 (-0.070MPa~-O.lMPa，優(yōu)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)，然后加入催化劑反應(yīng)，通過(guò)在線黏度 檢測(cè)體系，待反應(yīng)至所需黏度后，加入中和劑中和，繼續(xù)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(wú)餾分出來(lái)后， 得到107硅橡膠產(chǎn)品，根據(jù)不同的使用要求，產(chǎn)品的分子量一般控制在 60000-1000000之內(nèi)。
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(yīng)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(tuán)雜質(zhì)，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。
所述的二甲基二氯硅垸水解物是二甲基二氯硅垸與20-36%質(zhì)量分?jǐn)?shù) 的鹽酸發(fā)生反應(yīng)，水解溫度控制在30-4(TC ，生成的產(chǎn)物經(jīng)靜置分層后得 到的上層產(chǎn)品。
二甲基二氯硅烷水解物中含有較高濃度的氯離子，目前國(guó)內(nèi)二甲基 二氯硅烷水解物中氯離子含量普遍在1000ppm以上，國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平的氯 離子含量也在300ppm左右，而國(guó)外先進(jìn)水平可以達(dá)到200ppm以下，日 本信越公司的產(chǎn)品甚至可以達(dá)到〈20ppm。氯離子會(huì)與催化劑中的鉀離子 反應(yīng)，生產(chǎn)氯化鉀從而增加催化劑的使用量，同時(shí)增加產(chǎn)品中無(wú)機(jī)鹽的 含量使得產(chǎn)品的透明度受到嚴(yán)重影響。而其中三甲氧基硅氧烷等帶三官 能團(tuán)的雜質(zhì)則非常容易導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生交聯(lián)而導(dǎo)致廢品。正是由于這些原
因，目前還尚未有人將二甲基二氯硅烷水解物直接拿來(lái)作為生產(chǎn)原料制 備107硅橡膠。
本發(fā)明提供的方法通過(guò)往二甲基二氯硅垸水解物中加入適量的水解 決雜質(zhì)帶來(lái)的這些問(wèn)題。因?yàn)樗馕镏懈邼舛鹊穆入x子和其他帶三官能 團(tuán)的雜質(zhì)是親水的，通過(guò)加入適量水，然后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(tuán)雜質(zhì)會(huì)隨著 水分的蒸出而夾帶出來(lái)，這樣即避免了復(fù)雜的精餾過(guò)程又得到了合格的
107硅橡膠產(chǎn)品。
實(shí)施例l
二甲基二氯硅垸與20-36%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸發(fā)生反應(yīng)，水解溫度控制 在30-40°C，生成的產(chǎn)物經(jīng)靜置分層后得到上層二甲基二氯硅烷水解物產(chǎn)
口
在3000ml的燒瓶中加入2100g 二甲基二氯硅烷水解物和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后，加入100ppm的30%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鉀水溶 液，通過(guò)在線黏度計(jì)控制，帶反應(yīng)至所需黏度時(shí)，加入60ppm的85%磷酸 中和劑進(jìn)行中和，10-30min后，繼續(xù)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(lián)點(diǎn)少的分子量 為60000-1000000的合格107硅橡膠產(chǎn)品。 實(shí)施例2
二甲基二氯硅垸與20-36%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸發(fā)生反應(yīng)，水解溫度控制 在30-40°C，生成的產(chǎn)物經(jīng)靜置分層后得到上層二甲基二氯硅烷水解物產(chǎn)
叩o
在3000ml的燒瓶中加入2100g 二甲基二氯硅烷水解物和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后，或者餾出物達(dá)到加入水量的1.1倍時(shí)，加入
50ppm的35。/。質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鉀水溶液，通過(guò)在線黏度計(jì)控制，帶反應(yīng) 至所需黏度時(shí)，加入35ppm的85%磷酸中和劑進(jìn)行中和，10-30min后， 繼續(xù)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(lián)點(diǎn)少的分子量為60000-1000000的合格107硅橡膠產(chǎn)品。 實(shí)施例3
二甲基二氯硅烷與20-36%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鹽酸發(fā)生反應(yīng)，水解溫度控制
在30-40°C，生成的產(chǎn)物經(jīng)靜置分層后得到上層二甲基二氯硅垸水解物產(chǎn) 口
叩o
在3000ml的燒瓶中加入2100g 二甲基二氯硅烷水解物和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 蒸餾水完全被蒸出后，或者餾出物達(dá)到加入水量的1.0-1.2倍時(shí)，加入 50ppm的35%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氫氧化鉀水溶液，通過(guò)在線黏度計(jì)控制，帶反應(yīng) 至所需黏度時(shí)，加入35ppm的85%磷酸中和劑進(jìn)行中和，10-30min后， 繼續(xù)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(lián)點(diǎn)少的分子量為60000-1000000的合格107硅橡膠產(chǎn)品。
盡管上文對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
給予了詳細(xì)描述和說(shuō)明，但 是應(yīng)該指明的是，我們可以依據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)想對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行 各種等效改變和修改，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說(shuō)明書及附圖
所涵 蓋的精神時(shí)，均應(yīng)在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.利用二甲基二氯硅烷水解物作為原料制備107硅橡膠的方法，包括在二甲基二氯硅烷水解物中加入水，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(yīng)至所需黏度，加入中和劑中和，脫除低分子，得到107硅橡膠產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中二甲基二氯硅烷水解物和水的比例 是100: 0.1-100: 10。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中二甲基二氯硅烷水解物和水的比例是100: 0.5-100: 5。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l、 2或3的制備方法，其中溫度為40°C-120°C，真空 條件為-0.07MPa—-0.1MPa。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4的制備方法，其中溫度為85°C-95°C，真空條件為 誦0.085MPa—-0.095MPa。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，所述的加入的氫氧化鉀的數(shù)量為反應(yīng)體系的 5-200PPm，氫氧化鉀水溶液濃度為30%-60%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其中反應(yīng)到達(dá)所需黏度是通過(guò)在線粘度 檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)判定的。
8. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(yīng)體系的30-200ppm。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，所述的脫除低分子時(shí)，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(fā)明涉及一種縮合型室溫硫化硅橡膠的基礎(chǔ)膠即端羥基聚二甲基硅氧烷的合成工藝，包括將二甲基二氯硅烷水解物直接拿來(lái)作為生產(chǎn)原料制備107硅橡膠。本發(fā)明的方法通過(guò)往二甲基二氯硅烷水解物中加入適量的水解決雜質(zhì)帶來(lái)的不利影響。
文檔編號(hào)C08G77/00GK101338034SQ20081006221
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者嚴(yán)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(qǐng)人:浙江新安化工集團(tuán)股份有限公司