[发明专利]一种制备小粒径球形硅树脂的方法

说明书

本发明涉及一种小粒径球形硅树脂的制备方法。采用酸性双核离子液体催化三官能烷氧基硅烷水解缩聚，制得粒径1~2μm小粒径球形硅树脂粉。本发明所用的酸性双核离子液体在水中溶解性好，每个分子上有两个磺酸根，使得其能快速催化三官能烷氧基硅烷快速水解‑缩合。因为缩合反应很快，反应体系内生成纳米粒子较多，且它们长到一定粒径后，从反应体系中析出，从而抑制了其粒径进一步长大，使得其粒径在1~2μm范围内均匀分布。此外，因为所用酸性双核离子液体催化剂有较大的分子结构，因而空间位阻效应更大一些，诱导水解产物定向缩合反应，在无表面活性剂的条件下，可获得粒径分布均匀的小粒径硅树脂粉。

技术领域

本发明涉及一种小粒径球形硅树脂的制备方法，属于精细化工领域。

背景技术

球形硅树脂微粉是一类真球形、粒径分布非常窄的固体粉末，其化学结构为不熔的三官能基成分致密交联的固化树脂。通常由有机三烷氧基硅烷经溶胶-凝胶法制得。球形硅树脂微粉具有密度小，耐热性、润滑性、疏水性好等有机硅制品的优良性能。主要用于塑料、橡胶、涂料、油墨、化妆品，以及液晶显示器调整垫、光扩散板、高清晰录相带、热敏印刷品等的制造，以改善其润滑性、光泽性、疏水性、防污性、脱模性、阻燃性等。

由甲基三甲氧基硅烷制取聚甲基硅倍半氧烷球形微粉的方法主要有如下 6 种：在碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐水溶液中进行水解缩聚反应；在氨水中进行水解缩聚反应；与有机溶剂混合后，在氨水中进行界面水解缩聚反应；在酸性水溶液中水解后，再在氨水中进行缩聚反应；乳化后，再在碱性介质中进行水解缩聚反应；通过多孔膜进入水中形成水包油(O /W) 型乳液后，再加入氨水连续进行水解缩聚反应。以上球形硅树脂制备过程中都需要使用催化剂，需要多次洗涤才能除去催化剂，既增加了劳动强度，又提高了生产成本，还严重污染环境。

为了克服上述缺点，中国发明专利CN202011498896.2采用一种不需加催化剂制备球形硅树脂的方法，节约了成本，降低了劳动强度，不会产生大量废水，制备的硅树脂粒径可控、分布窄。但是，该方法因为未加入催化剂，有机硅单体水解活性偏低，制备的硅树脂粒径不小于2μm。为了满足化妆品如彩妆中细腻、增滑、增亮、保湿等应用需求，以及满足LED封装光扩散剂中均匀散射等需求，需要研制粒径1 ~ 2 μm的小粒径硅树脂粉。采用传统的无机酸/碱或有机酸/碱做催化剂，势必会腐蚀设备，并且需要对所得产物进行多次水洗，带来大量的污水，污染环境。

离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子组成的低熔点盐，在室温或低温（＜100 ℃）呈液态。作为一种绿色溶剂和有良好应用前景的功能材料，离子液体具有蒸气压低、难挥发、化学稳定性及热稳定性好、易于回收利用等优点，其在分离、有机合成、催化、电化学及纳米技术等领域的应用研究受到越来越多的关注。例如，酸性离子液体可用于应用酰基化反应、酯化反应、烷基化反应、缩合反应等，而双核酸性离子液体有催化餐饮废油制备生物柴油、催化生物质糖类转化制备乙酰丙酸、脱除模拟油品中的碱性氮化物、催化合成酯等的报道，但是用于催化三官能烷氧基硅烷水解缩聚制备球形硅树脂尚未见报道。

发明内容

现有的方法大多需要使用小分子的酸/碱催化剂，后续需多次洗涤才能除去吸附在硅树脂上的催化剂，而不用催化剂制备的硅树脂粒径依然偏大。本发明主要针对现有技术的不足，提出采用酸性双核离子液体催化剂取代传统的无机酸/碱或有机酸/碱做催化剂，用于制备粒径1 ~ 2 μm小粒径硅树脂粉。因为所用酸性双核离子液体在水中溶解性好，每个分子上有两个磺酸根，使得其能快速催化三官能烷氧基硅烷快速水解-缩合。因为缩合反应很快，反应体系内生成纳米粒子较多，且它们长到一定粒径后，从反应体系中析出，从而抑制了其粒径进一步长大，使得其粒径在1 ~ 2 μm范围内均匀分布。此外，因为所用酸性双核离子液体催化剂有较大的分子结构，因而空间位阻效应更大一些，诱导水解产物定向缩合反应，在无表面活性剂的条件下，可获得粒径分布均匀的小粒径硅树脂粉。

本发明通过下述技术方案实现技术目标：一种制备小粒径球形硅树脂的方法，原材料包含有酸性双核离子液体催化剂。