專利名稱：一種超高分子量聚有機(jī)硅氧烷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚有機(jī)硅氧垸的制備方法，尤其是一種超高分子量聚有機(jī)硅氧烷的 制備方法。
背景技術(shù)：
聚有機(jī)硅氧垸的合成多采用催化平衡工藝，所用設(shè)備主要是聚合釜。為了獲得高分 子量的聚有機(jī)硅氧烷，工業(yè)上主要通過延長聚合反應(yīng)時(shí)間、脫低時(shí)間等方式來實(shí)現(xiàn)。這 種制備工藝存在以下缺陷①制備的聚有機(jī)硅氧烷的分子量有限，產(chǎn)物的分子量一般不 會(huì)超過100萬；②對攪拌系統(tǒng)的要求高，隨著聚合物粘度的增加，流動(dòng)性變差，導(dǎo)致攪 拌不充分，進(jìn)而造成局部過熱，發(fā)生交聯(lián)現(xiàn)象；③產(chǎn)物粘度大，不易卸料；④產(chǎn)物的揮 發(fā)份較高， 一般大于1.0%。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種超高分子量聚有機(jī)硅氧烷的制備方法，該方
法工藝簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)，易于投料、出料，生產(chǎn)效率高。使用該方法可以將聚有
機(jī)硅氧烷的分子量提高到80-200萬，而且產(chǎn)物的揮發(fā)份低于0. 5%。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案一種超高分子量聚有機(jī)硅氧烷的制備方 法，其步驟如下
(1) 將原料二甲基環(huán)硅氧垸或a，co-二羥基聚二甲基硅氧烷加入到反應(yīng)器中，開動(dòng)攪 拌，控制轉(zhuǎn)速30-60轉(zhuǎn)/分，升溫至90 16(TC，恒溫下按原料重量的0.001% 0.1%加 入催化劑，反應(yīng)2.0 6.0小時(shí)；
(2) 恒溫下，抽真空1.0 4.0小時(shí)，控制真空度-0.080 -0.10MPa;
(3) 按原料重量的0 0.1%加入中和劑，升溫至170-180°C，通入氮?dú)?，繼續(xù)抽真空2.0 6.0小時(shí)，停止加熱，攪拌冷卻至室溫后出料，即可得到塊狀或顆粒狀的上述的 超高分子量羥基硅油產(chǎn)品。
步驟(l)中所述的二甲基環(huán)硅氧烷的分子式為(Me2SiO)n，其中n=3-7的整數(shù)時(shí)對應(yīng) 的二甲基環(huán)硅氧烷中的一種或幾種的混合物；
步驟(l)中所述的a,03-二羥基聚二甲基硅氧烷的分子式為HO(Me2SiO)mH，其中，m 為5 13,000的整數(shù)；
步驟(l)中所述的反應(yīng)器，其上部設(shè)有密封蓋，上端帶有真空接口，底部帶有氮?dú)馔?入接口，器身設(shè)有控溫夾套，所述的反應(yīng)器可進(jìn)行氮?dú)獗Ｗo(hù)聚合及聚合物脫低。反應(yīng)器 內(nèi)設(shè)有S形攪拌裝置，對大粘度反應(yīng)物具有強(qiáng)力剪切、分散作用。
步驟(l沖所述的催化劑為非暫時(shí)性催化劑或暫時(shí)性催化劑，所述的非暫時(shí)性催化劑 為硅氧垸醇鉀、硅氧垸醇鈉、硅氧烷醇銫中的任意一種，優(yōu)選硅氧烷醇鉀，暫時(shí)性催化 劑為硅氧烷醇四甲基銨或硅氧垸醇四丁基鱗中的任一種，優(yōu)選硅氧烷醇四甲基銨。
所述的催化劑為非暫時(shí)性催化劑，步驟(3)按原料重量的0.001% 0.1%的加入中和劑。
所述的催化劑為暫時(shí)性催化劑，步驟(3)中和劑加入量為0。
步驟(3)中提到的中和劑為硅基磷酸酯、磷酸、乙酸、苯甲酸、二氧化碳等中的一種 或幾種混合物，優(yōu)選硅基磷酸酯。
提取上述的聚二甲基硅氧烷產(chǎn)品，采用傅立葉紅外光譜儀進(jìn)行測試，可以看到 1020cm"-1090cm"處的聚二甲基硅氧烷的特征吸收峰，證明產(chǎn)物為聚二甲基硅氧烷。
提取上述的聚二甲基硅氧烷產(chǎn)品，采用Waters 515凝膠滲透色譜系統(tǒng)、Styragel凝 膠色譜柱、以甲苯作流動(dòng)相進(jìn)行檢測，即得聚二甲基硅氧烷的脂溶性凝膠滲透色譜 (GPC)圖，對GPC圖譜中的聚二甲基硅氧烷峰進(jìn)行積分即得分子量分布圖，用此法可測出本發(fā)明所制備的聚二甲基硅氧烷的分子量主要分布在80萬-200萬之間。
本發(fā)明的有益效果主要在以下幾個(gè)方面
1、 本發(fā)明制備方法采用常規(guī)原材料即可合成超高分子量聚有機(jī)硅氧垸，并可以使聚有機(jī)硅氧烷的分子量提高到100萬以上，揮發(fā)份低于0. 5%。
2、 本發(fā)明使用的反應(yīng)器設(shè)有高功率、高剪切、并附帶真空及氮?dú)馔ㄈ胙b置的攪拌器，該反應(yīng)器對大粘度物料具有很好的分散、剪切效果，并可進(jìn)行氮?dú)獗Ｗo(hù)及脫低處理，使用該反應(yīng)器可以一次性制備成超高分子量聚有機(jī)硅氧垸成品，減少中間過程。
3、 該方法使用的反應(yīng)器的S形攪拌裝置具有高剪切、分散作用，可實(shí)現(xiàn)物料的高效混合，避免了傳熱不均及局部交聯(lián)現(xiàn)象。
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例所涉及的范圍。


圖1是本發(fā)明使用反應(yīng)器的示意圖。
l.真空接口； 2.密封蓋；3.氮?dú)饨涌冢? 4.攪拌裝置；5.控溫夾套。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1產(chǎn)物聚二甲基硅氧烷的紅外譜圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1產(chǎn)物聚二甲基硅氧垸的分子量分布圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例6產(chǎn)物聚二甲基硅氧烷的紅外譜圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例6產(chǎn)物聚二甲基硅氧垸的分子量分布圖。
具體實(shí)施例方式
圖1的反應(yīng)器，其上部設(shè)有密封蓋2，上端帶有真空接口 1，底部帶有氮?dú)馔ㄈ虢涌?3，內(nèi)設(shè)有攪拌裝置4，器身設(shè)有控溫夾套5，該反應(yīng)器可進(jìn)行氮?dú)獗Ｗo(hù)聚合及聚 合物脫低，所述的攪拌裝置為S形對大粘度反應(yīng)物具有強(qiáng)力減切、分散作用。
實(shí)施例1
將18kg 二甲基環(huán)硅氧垸加入到40L的反應(yīng)器中，開動(dòng)攪拌器，控制轉(zhuǎn)速30轉(zhuǎn)/分， 升溫至13(TC，恒溫下加入0.18g硅氧烷醇鉀催化反應(yīng)6.0小時(shí)；恒溫狀態(tài)下，抽真空 4.0小時(shí)，控制真空度-0.080MPa;再用0.18g硅基磷酸酯中和，并升溫至170°C，通入 氮?dú)獠⒗^續(xù)抽真空6.0小時(shí)；停止加熱，攪拌冷卻至室溫后出料，即可制得超高分子量 的聚二甲基硅氧垸。
提取上述的聚二甲基硅氧垸產(chǎn)品，采用傅立葉紅外光譜儀迸行測試，從圖2可見， 在紅海外譜圖1020cm"-1090 cm—1處有明顯的聚二甲基硅氧垸的特征吸收峰。
提取超高分子量的聚二甲基硅氧烷，采用Waters 515凝膠滲透色譜系統(tǒng)、Styragel 凝膠色譜柱、以甲苯作流動(dòng)相進(jìn)行檢測，從圖3可見，聚二甲基硅氧烷的分子量主要分 布在84萬-177萬之間，最高峰值對應(yīng)的分子量約為135萬。 實(shí)施例2
將18kg a,(o-二羥基聚二甲基硅氧烷加入到40L的反應(yīng)器中，開動(dòng)攪拌器，控制轉(zhuǎn) 速40轉(zhuǎn)/分，升溫至14(TC，恒溫下加入1.8g硅氧烷醇鈉催化反應(yīng)5.0小時(shí)；恒溫狀態(tài) 下，抽真空3.0小時(shí)，控制真空度-0.080MPa;再用2.5g磷酸中和，并升溫至180°C， 通入氮?dú)獠⒗^續(xù)抽真空5.0小時(shí)；停止加熱，攪拌冷卻至室溫后出料，即可制得超高分 子量的聚二甲基硅氧烷。 實(shí)施例3
將18kg二甲基環(huán)硅氧烷加入到40L的反應(yīng)器中，開動(dòng)攪拌器，控制轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/分， 升溫至15(TC，恒溫下加入5.0g硅氧垸醇銫催化反應(yīng)3.0小時(shí)；恒溫狀態(tài)下，抽真空2.0小時(shí)，控制真空度-0.090MPa;再用3.2g乙酸中和，并升溫至17(TC，通入氮?dú)獠⒗^續(xù) 抽真空4.0小時(shí)；停止加熱，攪拌冷卻至室溫后出料，即可制得超高分子量的聚二甲基 硅氧烷。 實(shí)施例4
將18kg a，co-二羥基聚二甲基硅氧烷加入到40L的反應(yīng)器中，開動(dòng)攪拌器，控制轉(zhuǎn) 速60轉(zhuǎn)/分，升溫至16(TC，恒溫下加入18g硅氧烷醇鉀催化反應(yīng)2.0小時(shí)；恒溫狀態(tài) 下，抽真空1.0小時(shí)，控制真空度-O.O卯MPa;再用18g苯甲酸中和，并升溫至18(TC， 通入氮?dú)獠⒗^續(xù)抽真空3.0小時(shí)；停止加熱，攪拌冷卻至室溫后出料，即可制得超高分 子量的聚二甲基硅氧烷。 實(shí)施例5
將18kg二甲基環(huán)硅氧垸加入到40L的反應(yīng)器中，開動(dòng)攪拌器，控制轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/分， 升溫至9(TC，恒溫下加入6.0g硅氧烷醇四甲基銨催化反應(yīng)5.0小時(shí)；恒溫狀態(tài)下，抽 真空2.0小時(shí)，控制真空度-0.100MPa;再升溫至175t:,通入氮?dú)獠⒗^續(xù)抽真空2.0小 時(shí)；停止加熱，攪拌冷卻至室溫后出料，即可制得超高分子量的聚二甲基硅氧烷。 實(shí)施例6
將18kg a，co-二羥基聚二甲基硅氧垸加入到40L的反應(yīng)器中，開動(dòng)攪拌器，控制轉(zhuǎn) 速50轉(zhuǎn)/分，升溫至11(TC,恒溫下加入12.0g硅氧烷醇四甲基銨催化反應(yīng)3.0小時(shí)；恒 溫狀態(tài)下，抽真空2.0小時(shí)，控制真空度-0.100MPa;再升溫至175。C，通入氮?dú)獠⒗^續(xù) 抽真空4.0小時(shí)；停止加熱，攪拌冷卻至室溫后出料，即可制得超高分子量的聚二甲基 硅氧烷。
提取上述的聚二甲基硅氧垸產(chǎn)品，采用傅立葉紅外光譜儀進(jìn)行測試，從圖4可見，
在紅外譜圖1020cm"-10卯cm"處有明顯的聚二甲基硅氧垸的特征吸收峰。
提取超高分子量的聚二甲基硅氧垸，采用Waters 515凝膠滲透色譜系統(tǒng)、Styragel凝膠色譜柱、以甲苯作流動(dòng)相進(jìn)行檢測，從圖5可見，聚二甲基硅氧烷的分子量主要分
布在84萬-189萬之間，最高峰值對應(yīng)的分子量約為149萬。
實(shí)施例7
將18kg 二甲基環(huán)硅氧垸加入到40L的反應(yīng)器中，開動(dòng)攪拌器，控制轉(zhuǎn)速40轉(zhuǎn)/分， 升溫至100。C，恒溫下加入4.0g硅氧烷醇四丁基鱗催化反應(yīng)5.0小時(shí)；恒溫狀態(tài)下，抽 真空2.0小時(shí)，控制真空度-0.100MPa;再升溫至175。C，通入氮?dú)獠⒗^續(xù)抽真空5.0小 時(shí)；停止加熱，攪拌冷卻至室溫后出料，即可制得超高分子量的聚二甲基硅氧烷。 實(shí)施例8
將18kg a,co-二羥基聚二甲基硅氧垸加入到40L的反應(yīng)器中，開動(dòng)攪拌器，控制轉(zhuǎn) 速50轉(zhuǎn)/分，升溫至12(TC，恒溫下加入8.0g硅氧垸醇四丁基鱗催化反應(yīng)3.0小時(shí)；恒 溫狀態(tài)下，抽真空2.0小時(shí)，控制真空度-0.100MPa;再升溫至175。C，通入氮?dú)獠⒗^續(xù) 抽真空3.0小時(shí)；停止加熱，攪拌冷卻至室溫后出料，即可制得超高分子量的聚二甲基 硅氧烷。
權(quán)利要求
1、一種超高分子量聚有機(jī)硅氧烷的制備方法，其步驟如下(1)將原料二甲基環(huán)硅氧烷或α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷加入到反應(yīng)器中，開動(dòng)攪拌，控制轉(zhuǎn)速30-60轉(zhuǎn)/分，升溫至90～160℃，恒溫下按原料重量的0.001％～0.1％加入催化劑，反應(yīng)2.0～6.0小時(shí)；(2)恒溫下，抽真空1.0～4.0小時(shí)，控制真空度-0.080～-0.10MPa；(3)按原料重量的0～0.1％加入中和劑，升溫至170-180℃，通入氮?dú)猓^續(xù)抽真空2.0～6.0小時(shí)，停止加熱，攪拌冷卻至室溫后出料，即可得到塊狀或顆粒狀的超高分子量羥基硅油產(chǎn)品；步驟(1)中所述的二甲基環(huán)硅氧烷的分子式為(Me2SiO)n，其中n＝3-7的整數(shù)時(shí)對應(yīng)的二甲基環(huán)硅氧烷中的一種或幾種的混合物；步驟(1)中所述的α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷的分子式為HO(Me2SiO)mH，其中，m為5～13,000的整數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚有機(jī)硅氧烷的制備方法，其特征在于步 驟(l)中所述的催化劑為非暫時(shí)性催化劑時(shí)，步驟(3)按原料重量的0.001% 0.1%的加入 中和劑。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超高分子量聚有機(jī)硅氧垸的制備方法，其特征在于所 述的非暫時(shí)性催化劑為硅氧垸醇鉀、硅氧垸醇鈉、硅氧烷醇銫中的任意一種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的超高分子量聚有機(jī)硅氧烷的制備方法，其特征在于 所述非暫時(shí)性催化劑為硅氧烷醇鉀。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚有機(jī)硅氧烷的制備方法，其特征在于步驟(l)中所述的催化劑為暫時(shí)性催化劑，所述的步驟(3)中的中和劑加入量為0。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超高分子量聚有機(jī)硅氧烷的制備方法，其特征在于所 述的暫時(shí)性催化劑為硅氧烷醇四甲基銨或硅氧垸醇四丁基鱗中的任一種
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的超高分子量聚有機(jī)硅氧烷的制備方法，其特征在于所述的暫時(shí)性催化劑為硅氧烷醇四甲基銨。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高分子量聚有機(jī)硅氧烷的制備方法，其特征在于-所述的中和劑為硅基磷酸酯、磷酸、乙酸、苯甲酸、二氧化碳中的一種或幾種混合物， 優(yōu)選硅基磷酸酯。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚有機(jī)硅氧烷的制備方法，其特征在于步驟(1)中所述的反應(yīng)器，其上部設(shè)有密封蓋(2)，上端帶有真空接口 (1)，底部帶有氮?dú)馔?入接口 (3)，內(nèi)設(shè)有攪拌裝置(4)，器身設(shè)有控溫夾套(5)，所述的反應(yīng)器可進(jìn)行氮?dú)獗?護(hù)聚合及聚合物脫低，所述的攪拌裝置(4)為S形對大粘度反應(yīng)物具有強(qiáng)力減切、分散 作用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超高分子量的聚有機(jī)硅氧烷的制備方法，其步驟如下(1)將原料二甲基環(huán)硅氧烷或α，ω-二羥基聚二甲基硅氧烷加入到反應(yīng)器中，開動(dòng)攪拌，控制轉(zhuǎn)速30-60轉(zhuǎn)/分，升溫至90～160℃，恒溫下按原料重量的0.001％～0.1％加入催化劑，反應(yīng)2.0～6.0小時(shí)；(2)恒溫下，抽真空1.0～4.0小時(shí)，控制真空度-0.080～-0.10MPa；(3)按原料重量的0～0.1％加入中和劑，升溫至170-180℃，通入氮?dú)?，繼續(xù)抽真空2.0～6.0小時(shí)，停止加熱，攪拌冷卻至室溫后出料，即可得到塊狀或顆粒狀的超高分子量羥基硅油產(chǎn)品。本發(fā)明可制備分子量達(dá)100萬以上的聚有機(jī)硅氧烷。
文檔編號C08G77/16GK101671436SQ20091019300
公開日2010年3月17日 申請日期2009年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月13日
發(fā)明者濤 唐, 宇 張, 張利萍, 楊思廣, 林祥堅(jiān), 哲 王 申請人:廣州天賜有機(jī)硅科技有限公司