[发明专利]一种高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机硅橡胶的合成工艺，具体的说，涉及一种高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的合成方法。

背景技术

在有机硅系列产品中，羟基封端聚二甲基硅氧烷是一种能在室温硫化的特种橡胶，它具有广泛的工作温度范围，耐辐射、耐高低温，以及优良的散热性、优异的粘结性、流动性和脱模性，在使用温度范围内，硅橡胶能保持一定的柔软性、回弹性、抗老化性和界面硬度，其广泛用于建筑、涂料、工艺美术等领域。特别是近年来随着我国建筑业的工业化、系列化、高层化、轻质化以及全视野系统和大型框架挂板结构的大量采用，对密封材料的需求量越来越大，要求越来越高，而羟基封端聚二甲基硅氧烷的合成工艺和产品的质量直接决定着室温硫化硅橡胶的使用范围和应用效果，因此研究羟基封端聚二甲基硅氧烷有着重要的意义。

传统的高粘度羟基封端聚二甲基硅氧烷工艺是以八甲基环四硅氧烷（D₄）或者环状的二甲基环硅氧烷（DMC）为原料体系，首先经过真空脱水或氮气鼓泡除水后，利用氢氧化钾进行高温开环聚合生成高粘度的预聚物，然后加水降解，在一定温度作用下平衡反应，中和脱低，即得所需粘度的产物。如CN10210074A（公开日2008年7月2日）公开一种生产α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的方法中介绍到用八甲基环四硅氧烷或者环状的二甲基硅氧烷与碱性催化剂发生共聚反应，当粘度达一定程度后，采用雾化水使高粘度羟基聚二甲基硅氧烷降解，得到粘度可控α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷；如CN1854171A（公开日2006年11月1日）公开一种催化合成α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的方法中介绍到在常压下，以甲基硅氧烷为原料，采用氢氧化钾作催化剂，用水汽法合成α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷；US 5,475,077介绍了采用间歇方法以氢氧化钾为催化剂将环二甲基硅氧烷开环聚合，通过水蒸气法来控制羟基聚硅氧烷的分子量。此类工艺的缺点是：（1）工艺复杂、操作麻烦、投资大、能耗高。（2）原料中水份的含量及降解高聚物所用的水量不易控制，导致粘度波动大、产品质量较差等。

然而随着羟基封端聚二甲基硅氧烷市场竞争的愈加激烈，为了降低羟基封端聚二甲基硅氧烷的生产成本，近来众多厂商开始采用价格较低的二甲基二氯硅烷水解物替代D₄或者DMC为原料制备高粘度羟基封端聚二甲基硅氧烷。但是采用此方法存在以下缺点：（1）需采取通氮或真空的方法来制取高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷，实际操作过程难以控制，且分子量分布较宽，收率不高，严重影响产品质量；（2）由于水解料中氯离子和三官能团等杂质的存在及原料中水份含量的不稳定性，必将消耗部分碱性催化剂和产生少量交联，从而影响聚合速度、粘度及产品质量；（3）采用有机硅水解料在碱性催化剂作用下的聚合工艺，其对周围环境和聚合设备要求严格，给操作带来不便。

以上采用D₄或DMC、二甲基二氯硅烷水水解料以及低粘度的二羟基聚二甲基硅氧烷制备中高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的方法中，存在高预聚物需要加水降解、原料需脱水、催化剂和封端剂需分步加入、原料成本相对高、反应过程不易控制和聚合不彻底等问题。

发明内容

本发明的目的在于针对目前工业上常用工艺方法所存在的高预聚物需要加水降解、原料需脱水、催化剂和封端剂需分步加入的技术问题，提供一种生产粘度稳定、产物收率高，操作简单易行的高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的合成方法，将原料D4或DMC与碱性催化剂、封端剂一起混合发生共聚反应，采用在线粘度表征设备对反应进程进行跟踪，待体系聚合度稳定后，用有机硅磷酸酯破媒，真空脱低沸物，得到高粘度α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷产品；封端剂的加入量为D4或DMC重量的0.005% ~5%。本发明生产α，ω-二羟基聚二甲基硅氧烷的整个过程都需要搅拌，对搅拌转速优选为100 r/min。本发明中采用KOH作为碱性催化剂，此处非本发明的研究重点，本领域技术人员可以根据常识对碱性催化剂进行选择。