[发明专利]一种羟基硅油的制备方法

说明书

技术领域

本发明是一种羟基硅油的制备方法。属于含有与含氧基团连接的硅与羟基的聚硅氧烷的制备工艺过程。

背景技术

国内现有技术中，生产羟基硅油的方法，多采用乙酸酐法，即以二甲基环硅氧烷为原料、乙酸酐为封端剂，采用硫酸做催化剂，合成乙酰氧基封端的硅油，再将乙酰氧基封端的硅油在碱性水溶液中水解制得羟基硅油。采用水解物裂解后的DMC作为原料，增加了原料成本；单一采用硫酸，乙酸酐的转化率偏低，导致生产同样羟基含量的羟基硅油，所需的乙酸酐成本增加。

发明内容

本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处，而提供一种乙酸酐转化率高、生产成本较低羟基硅油的制备方法。

本发明的目的可以通过如下措施来达到：

本发明的羟基硅油的制备方法，其特征在于：

a.采用二甲基二氯硅烷经水解制得的含有二甲基环硅氧烷和羟基封端的线状二甲基聚硅氧烷的水解物为原料；

b.采用硫酸、磷酸复合催化剂；

包括如下步骤：

①.脱水

在脱水釜中投入配方量的水解物，开启搅拌，升温至60～100℃，加入硫酸、磷酸复合催化剂，在120～140℃负压脱水，保持缓慢回流水解、脱水1～3h，反应至物料无色透明，备聚合用；

在脱水过程中，气化的二甲基环硅氧烷和水，经冷凝后，进入分相器；在分相器中分相，上层为有机相－二甲基环硅氧烷，下层是水，上层的二甲基环硅氧烷，全部回流入脱水釜，继续参加脱水反应；

②.聚合

将来自步骤①脱水后的产物，转移至聚合釜，开启搅拌，加入乙酸酐，升温至130～160℃，并保持130～160℃反应4～12h，制备乙酰基封端的硅油。乙酰氧基封端的硅油再经水解、干燥、脱色得到所述羟基硅油。

本发明采用的二甲基二氯硅烷经水解制得的含有二甲基环硅氧烷和羟基封端的线状二甲基聚硅氧烷的水解物原料，是指以二甲基二氯硅烷为原料，经过水解、中和和水洗等步骤制得的含有二甲基环硅氧烷和羟基封端的线状二甲基聚硅氧烷的混合产物。是由山东东岳有机硅材料有限公司按照CN201110039132.1《有机氯硅烷的水解方法》生产的水解物。

发明人发现，水解物中的过多的羟基或催化剂中过多的水，会降低酸性催化剂的活性，因此要将水解物中过多的羟基和酸性催化剂中过多的水尽可能除去。由于水解物中的羟基在酸性条件下容易缩合成水，因此采用硫酸、磷酸复合催化剂与水解物共脱水，以保证后续聚合反应中的催化剂对乙酸酐的的催化活性。

水解物中羟基含量的减少，势必会引起物料粘度的上涨，但酸性催化剂，特别是硫酸的封端作用，可以起到粘度抑制作用。

水解物单纯利用磷酸进行脱水，由于磷酸的三官能团结构，使得脱水过程的物料粘度过大，引起脱水困难；水解物单纯利用硫酸进行脱水，脱水过程中物料粘度不大，但在脱水后加入含水量较多的磷酸，会导致物料含水量较多，影响催化能力。所以在脱水过程中采用硫酸、磷酸复合催化剂。

本发明的目的还可以通过如下措施来达到：

本发明的羟基硅油的制备方法，所述水解物中，选用二甲基环硅氧烷的质量百分含量为20%～70%。是优选的技术方案。

本发明的羟基硅油的制备方法，所述硫酸、磷酸复合催化剂是由质量百分含量≥95%的硫酸和质量百分含量≥85%的磷酸复合而成，硫酸和磷酸的摩尔比例为0.5:1～1:0.5。是优选的技术方案。

本发明的羟基硅油的制备方法，所述羟基硅油采用如下以质量份数计的原料制备：

水解物                        100

乙酸酐                        25～45

以纯量计的混合酸催化剂        2.0～4.0。

是优选的技术方案。

本发明的羟基硅油的制备方法，其特征在于所述步骤①脱水过程如下：

在脱水釜中投入配方量的水解物，开启搅拌，升温至60～100℃，硫酸、磷酸复合催化剂分两次加入，首先加入所述催化剂的一部分，在120～140℃负压脱水，保持缓慢回流水解、脱水1～3h，反应至物料无色透明后，再加入剩余的另一部分催化剂，继续反应0.5～1h。

为防止脱水后的产物，因不慎过度脱水造成粘度过大，所以预留一部分硫酸，在脱水后期加入，是对于脱水产物进行粘度的调节控制的有效方法。

本发明的羟基硅油的制备方法相比现有技术有如下积极效果：