專利名稱：制造交聯(lián)及分支型有機(jī)聚硅烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造交聯(lián)及分支型有機(jī)聚硅烷(P)的方法。
背景技術(shù)：
例如EP949289A及US4,921,321A描述了聚硅烷的制造。
根據(jù)已知方法所制的有機(jī)聚硅烷具有直鏈型部分以及分支及交聯(lián)的部分，因?yàn)槠湫纬闪司?xì)的沉淀物，所以非常難以過濾。這導(dǎo)致其制造成本大幅提高。
JP9309954A描述了通過溶解于有機(jī)溶劑中、用硅藻土處理、隨后進(jìn)行過濾，從而提純有機(jī)聚硅烷的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提高分支及交聯(lián)有機(jī)聚硅烷的可過濾性。
本發(fā)明涉及一種制造交聯(lián)或分支型有機(jī)聚硅烷(P)的方法，該有機(jī)聚硅烷(P)包含至少一個(gè)選自通式1和2的單元RSi≡(1)，＝Si＝ (2)，及至少一個(gè)通式3的單元R2Si＝ (3)，及任選的通式4的單元
R3Si-(4)，該方法中，使選自通式1a和2a的硅烷的硅烷RSiX3(1a)，SiX4(2a)，及通式3a的硅烷R2SiX2(3a)，及任選的通式4a的硅烷R3SiX(4a)，與選自堿金屬和堿土金屬的元素金屬反應(yīng)，其中R代表氫或具有1至18個(gè)碳原子的烴基，X代表氟、氯或溴，在反應(yīng)結(jié)束之后立即將該反應(yīng)混合物在至少50℃用選自聚硅酸、硅酸鹽及硅酸鋁的礦物(M)處理至少30秒。
在此情況下產(chǎn)生的交聯(lián)或分支型有機(jī)聚硅烷(P)可容易地進(jìn)行過濾。
硅烷的反應(yīng)優(yōu)選在至少20℃且最高200℃下，更優(yōu)選至少60℃且最高160℃下實(shí)施。
若硅烷的反應(yīng)溫度至少為50℃，則用礦物(M)處理之前將該反應(yīng)混合物冷卻至不低于50℃。若硅烷的反應(yīng)溫度低于50℃，則用礦物(M)處理之前將該反應(yīng)混合物加熱至至少50℃。
在該方法中，每100摩爾份通式3a的硅烷，優(yōu)選使用至少2摩爾份，更優(yōu)選至少5摩爾份選自通式1a和2a的硅烷。每100摩爾份通式3a的硅烷，優(yōu)選使用最多60摩爾份，更優(yōu)選最多30摩爾份選自通式1a和2a的硅烷。
R優(yōu)選代表不含烯鍵式或炔鍵式不飽和鍵且具有1至18個(gè)碳原子的烴基。
烴基R的實(shí)例為烷基，如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、新戊基、叔戊基；己基，如正己基；庚基，如正庚基；辛基，如正辛基及異辛基，如2，2，4-三甲基戊基；壬基，如正壬基；癸基，如正癸基；十二烷基，如正十二烷基；十八烷基，如正十八烷基；環(huán)烷基，如環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)庚基及甲基環(huán)己基；芳基，如苯基、萘基、蒽基及菲基；烷芳基，如鄰-、間-、對-甲苯基，二甲苯基及乙苯基；以及芳烷基，如苯甲基、α-及β-苯乙基。
基團(tuán)R優(yōu)選為苯基或直鏈烷基，尤其是具有1至10個(gè)，特別是1至6個(gè)碳原子的直鏈烷基。特別優(yōu)選的烴基R為正丙基、乙基，尤其優(yōu)選為甲基。
X優(yōu)選代表氯。
優(yōu)選使用Li、Na、K和Mg作為元素金屬。若使用鎂，則在反應(yīng)中優(yōu)選使用過渡金屬鹵化物，尤其是ZnCl2及FeCl3。
礦物(M)可以粉末或顆粒的形式添加。該聚硅酸和硅酸鹽可為諸如硅藻土(Kieselgur)的貧陽離子，如硅藻土(Diatomeenerde)或硅藻土(Infusorienerde)；或富陽離子，如綠柱石、蛋白石、滑石。優(yōu)選的硅藻土的實(shí)例為Celite 455(Merck-Schuchardt)。硅酸鋁中部分硅酸鹽的硅原子被鋁原子取代。硅酸鋁的實(shí)例為云母、長石、珍珠巖及沸石。優(yōu)選的珍珠巖的實(shí)例為Perlite C(Pall公司)。
該反應(yīng)優(yōu)選在保護(hù)氣體中，尤其是Ar或N2中進(jìn)行。
該反應(yīng)的壓力優(yōu)選為1巴，但也可在明顯更高或更低的壓力下進(jìn)行。
該反應(yīng)優(yōu)選在非質(zhì)子溶劑中進(jìn)行。該溶劑的實(shí)例為醚，如二噁烷、四氫呋喃、二乙醚、二異丙醚、二乙二醇二甲醚；烴類，如戊烷、正己烷、己烷異構(gòu)體混合物、庚烷、辛烷、十二烷、洗滌用汽油、石油醚、苯、甲苯、二甲苯、四氫化萘；或這些溶劑的混合物。
術(shù)語“溶劑”并不意味著所有反應(yīng)成分都必須溶解于其中。該反應(yīng)也可在一種或更多種反應(yīng)參與物的懸浮液或乳液中進(jìn)行。該反應(yīng)也可在具有兩相共存區(qū)的溶劑混合物中進(jìn)行，其中各混合相中均可溶解至少一種反應(yīng)參與物。
含有礦物(M)的反應(yīng)混合物優(yōu)選在冷卻之后進(jìn)行過濾。
有機(jī)聚硅烷(P)的溶液優(yōu)選在用礦物(M)進(jìn)行處理之后用醇使其沉淀。醇優(yōu)選為甲醇、乙醇、異丙醇、丙醇和丁醇。
上述通式中的所有符號的定義均互不相關(guān)。所有通式中的硅原子均為四價(jià)。
在本發(fā)明的范疇內(nèi)，除非另有說明，所有數(shù)量和百分比數(shù)據(jù)均是基于重量，所有溫度均為20℃，所有壓力均為1.013巴(絕對)。所有粘度均是在25℃下測得。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1(根據(jù)本發(fā)明)用氮?dú)馇逑囱b有攪拌器、滴液漏斗、溫度傳感器、回流冷凝器及進(jìn)氣口的五頸瓶。裝入約1500毫升的甲苯。加入137克切碎的鈉。將該混合物加熱至106～107℃。隨后啟動(dòng)攪拌器并緩慢提高轉(zhuǎn)速。攪拌器的最終轉(zhuǎn)速約為430轉(zhuǎn)/分鐘。約30分鐘之后，滴入由420克的苯基甲基二氯硅烷、39克的甲基三氯硅烷及17克的二甲基二氯硅烷組成的混合物。選擇滴入速率，使甲苯維持在沸騰狀態(tài)(約110℃)。添加過程通常歷時(shí)約60分鐘。添加結(jié)束之后，溫度升至110℃，并繼續(xù)反應(yīng)1小時(shí)。添加硅酸鋁(20克Perlite C)，并使該混合物繼續(xù)沸騰10分鐘。隨后移開熱源，并使該反應(yīng)混合物緩慢冷卻。用濾紙(孔徑為5微米)，由壓濾器(1atm的氮?dú)?將冷卻至室溫的混合物加以過濾。
過濾過程在1分鐘內(nèi)結(jié)束。
將所得的溶液濃縮，并將該溶液倒入異丙醇中使聚硅烷沉淀。將聚硅烷濾出，并干燥。
實(shí)施例2(非本發(fā)明)重復(fù)實(shí)施例1，區(qū)別在于，不添加硅酸鋁。過濾過程歷時(shí)數(shù)個(gè)小時(shí)。
實(shí)施例3(根據(jù)本發(fā)明)重復(fù)實(shí)施例1，區(qū)別在于，添加5克的Perlite C。
過濾過程在1分鐘內(nèi)結(jié)束。
實(shí)施例4(根據(jù)本發(fā)明)重復(fù)實(shí)施例1，區(qū)別在于，添加20克的硅藻土(Celite 455)。
過濾過程在1分鐘內(nèi)結(jié)束。
權(quán)利要求
1.一種制造交聯(lián)或分支型有機(jī)聚硅烷(P)的方法，該有機(jī)聚硅烷(P)包含至少一個(gè)選自通式1和2的單元RSi≡ (1)，＝Si＝ (2)，及至少一個(gè)通式3的單元R2Si＝ (3)，及任選的通式4的單元R3Si-(4)，該方法中，使選自通式1a和2a的硅烷的硅烷RSiX3(1a)，SiX4(2a)，及通式3a的硅烷R2SiX2(3a)，及任選的通式4a的硅烷R3SiX (4a)，與選自堿金屬和堿土金屬的元素金屬反應(yīng)，其中R代表氫或具有1至18個(gè)碳原子的烴基，X代表氟、氯或溴，在反應(yīng)結(jié)束之后立即將該反應(yīng)混合物在至少50℃用選自聚硅酸、硅酸鹽及硅酸鋁的礦物(M)處理至少30秒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中每100摩爾份通式3a的硅烷，使用2至60摩爾份選自通式1a和2a的硅烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中R為苯基或具有1至10個(gè)碳原子的直鏈烷基。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其中所述的元素金屬選自Li、Na、K和Mg。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其中所述反應(yīng)在非質(zhì)子溶劑中進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其中所述礦物(M)選自硅藻土和珍珠巖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造交聯(lián)或分支型有機(jī)聚硅烷(P)的方法，該方法中使鹵硅烷與選自堿金屬和堿土金屬的元素金屬反應(yīng)，在反應(yīng)結(jié)束之后立即將該反應(yīng)混合物在至少50℃用選自聚硅酸、硅酸鹽及硅酸鋁的礦物(M)處理至少30秒。
文檔編號C08G77/60GK1765954SQ20051011815
公開日2006年5月3日 申請日期2005年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月28日
發(fā)明者沃爾夫?qū)た四崴? 卡琳·伯格紹森, 安娜瑪麗·魏因哈特 申請人:瓦克化學(xué)有限公司