[发明专利]一种改性单体及由其制备的有机改性聚硅氧烷

说明书

技术领域

本发明属于精细化工生产技术领域，具体涉及一种改性单体及由该改性单体制备的有机改性聚硅氧烷。

背景技术

聚二甲基硅氧烷具有疏水性、界面活性、热稳定性等诸多特殊性能，而被广泛的应用于工业生产，诸如聚氨酯稳泡剂、乳化剂、消泡剂、脱模剂等。然而，聚二甲基硅氧烷难溶于有机溶剂和水中，因此限制了聚二甲基硅氧烷的应用。通过有机改性聚二甲基硅氧烷，在聚硅氧烷链端中、和/或两端、和/或侧端引入油溶性和/或水溶性的有机基，则可有效的解决这一问题，使得聚二甲基硅氧烷的用途更加广泛。

有机官能团连接到聚二甲基硅氧烷分子链上，通常有两种化学键连接方式：Si-C键和Si-O-C键。前者是含氢硅油与含有碳碳双键的烯烃化合物在铂（Pt）催化剂作用下通过硅氢加成反应实现。Si-O-C键的合成方法是含Si-X(X为Cl,Br等卤素原子)键的聚二甲基硅氧烷与含有羟基（-OH）的化合物反应合成。氯-聚二甲基硅氧烷（Chlorosiloxanes）通常是合成含有Si-O-C键这类聚有机改性聚二甲基硅氧烷的起始原料。然而，氯-聚二甲基硅氧烷与羟基化合物的反应相当剧烈，反应过程中产生大量的氯化氢（HCl）气体，腐蚀生产设备，同时也导致了许多生态环境问题。

采用氯-聚二甲基硅氧烷与羟基化合物的反应来合成有机改性聚二甲基硅氧烷的路线，反应过程除了会排除危害生态的氯化氢（HCl）气体外，也会产生有毒的氯代烷烃等副产物，且反应难于控制。反应过程，由于需要加入碱作为氯化氢（HCl）气体吸收剂，会形成大量的盐，后处理工序复杂，造成工业化大生产的成本升高。

含有Si-O-C键的聚二甲基硅氧烷的另外一种合成路线，是通过含有硅氢键（Si-H）的聚二甲基硅氧烷与羟基（-OH）化合物在催化剂作用下，脱氢形成Si-O-C，合成过程无污染性副产物生产，后处理工序简单易操作。

含有硅氢键（Si-H）的聚二甲基硅氧烷与羟基（-OH）化合物的反应国内外已有专利报道。例如,日本专利JP48019941公开了含氢聚硅氧烷（Hydrogensiloxanes）与醇在碱金属氢氧化物或碱金属烷氧基化合物做催化剂下合成有机改性聚硅氧烷，反应结束后需要中和催化剂，过滤中和形成的盐。欧洲专利EP-A-0475440和美国专利US5147695公开了含氢聚硅氧烷（Hydrogensiloxanes）与醇在铂盐（Pt salt）催化下，同时添加少量的有机酸合成有机改性聚硅氧烷，有机酸不是反应的目标产物，反应过程需要苯做溶剂，产品中残留微量的铂（Pt），从产品后处理、生态环保以及产品应用方面均不够理想。德国专利DE10312634.1公开了含氢聚硅氧烷（Hydrogensiloxanes）与醇在催化剂量的有机酸及其盐下，合成有机改性聚二甲基硅氧烷，该方法反应温度低，然而催化剂量的有机酸及其盐的分离却不容易。中国专利CN200710160082.6公开了含氢聚硅氧烷（Hydrogensiloxanes）与含羟基的有机化合物在第三主族元素的化合物包括含硼和/或含铝的催化剂，和/或所使用的第三副族的元素化合物包括含钪、含钇、含镧、和/或含镧系元素的催化剂合成有机改性聚二甲基硅氧烷。美国专利US7605284B2中公开了α，-ω端氢硅油与含羟基化合物在季铵碱催化下脱氢合成Si-O-C键的方法。很多专利都公开了此类有机改性聚硅氧烷的合成方法、原料以及催化剂，但其公开的重点都在合成催化剂的优选。

在上述专利公开的方法中，均需通过含氢硅油作为起始原料。其合成方法之一，是高含氢硅油与环聚二甲基硅氧烷混合物（DMC）或者八甲基环四硅氧烷（D4）在酸催化下调聚合成低含氢硅油，该调聚反应工序多，操作复杂，且聚合度不高；其合成方法之二，是用含氢双封头、和/（或）四甲基环四硅氧烷（D4H）、和八甲基环四硅氧烷（D4）合成目标产物，其合成工艺同方法一，工序多，操作繁琐，聚合度亦不高。

美国专利US7605284B2公开的季铵碱为催化剂，亦可为聚二甲基硅氧烷的平衡化催化剂，采用该方法来合成有机改性聚二甲基硅氧烷易因平衡化反应导致分子量降低，不利于目标产物的合成。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种用于合成有机改性聚硅氧烷的改性单体；

本发明的另一目的在于提供上述改性单体的制备方法；

本发明的再一目的在于提供一种采用上述改性单体合成的有机改性聚硅氧烷；