本發(fā)明屬于有機(jī)硅材料領(lǐng)域，具體涉及一種鈦酸酯硅氧烷催化劑及由其制備si-o-c型聚醚硅蠟的方法。

背景技術(shù)：

目前聚醚硅蠟的合成方法主要有兩種，一種是水解型聚醚硅蠟(si-o-c型聚醚硅蠟)，主要是通過縮合反應(yīng)制備；另一種是非水解型聚醚改性硅蠟(si-c型聚醚硅蠟)，主要是通過硅氫加成反應(yīng)制備。現(xiàn)階段國內(nèi)的聚醚硅蠟產(chǎn)品主要以非水解型聚醚硅蠟(si-c型聚醚硅蠟)為主，其中水解型聚醚硅蠟(si-o-c型聚醚硅蠟)產(chǎn)品較少，主要是由于產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率較低、催化劑毒性大，難以滿足下游產(chǎn)品的苛刻要求。

常用的縮合反應(yīng)催化劑為各種堿性物質(zhì)，如氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋇等。將堿性物質(zhì)用作縮合反應(yīng)催化劑，反應(yīng)結(jié)束后需要中和反應(yīng)殘留的金屬鹽。另外，縮合反應(yīng)催化劑還包括二烷基錫化合物，具體地是二烷基錫二羧酸酯類如二月桂酸二丁基錫以及二乙酸二丁基錫。雖然這些基于烷基錫的催化劑非常有效，但它們有一個(gè)非常致命的缺陷就是有機(jī)錫類催化劑的毒性太強(qiáng)，而且反應(yīng)后難以分離除去。個(gè)人洗護(hù)產(chǎn)品本身對于毒性有著嚴(yán)格的要求，因此有機(jī)錫類的催化劑不適用于個(gè)人洗護(hù)產(chǎn)品的合成當(dāng)中。

綜上所述，有必要進(jìn)一步研究安全低毒的催化劑來提高縮合反應(yīng)的反應(yīng)效率，從而制備出能夠滿足個(gè)人洗護(hù)要求的si-o-c型聚醚硅蠟。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種鈦酸酯硅氧烷催化劑的制備方法。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過上述方法制備得到的鈦酸酯硅氧烷催化劑。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種采用上述鈦酸酯硅氧烷催化劑制備si-o-c型聚醚硅蠟的方法。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種鈦酸酯硅氧烷催化劑的制備方法，包括如下制備步驟：

將鈦酸酯與含氫聚二甲基硅氧烷、有機(jī)溶劑混合后加入到反應(yīng)器中，在60℃～80℃條件下反應(yīng)4h～8h，反應(yīng)完成后除去溶劑，即得鈦酸酯硅氧烷催化劑ti-si。

所述鈦酸酯是指ti(or)4，式中：-or為可水解的短鏈烷氧基，包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基或異丁氧基。

所述的有機(jī)溶劑是指乙醇、異丙醇、正丙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯；優(yōu)選為異丙醇。所述除去溶劑是指在60℃～70℃減壓蒸餾除去溶劑。

所述的含氫聚二甲基硅氧烷為hme2sio(me2sio)x(mehsio)ysime2h，x的取值為0～50的整數(shù)，y的取值為0～30的整數(shù)；或者me3sio(me2sio)p(mehsio)qsime3，p的取值為0～50的整數(shù)，q的取值為1～30的整數(shù)。

所述鈦酸酯ti(or)4中-or與含氫聚二甲基硅氧烷中si-h鍵的摩爾比為1:1～1:2；優(yōu)選地，鈦酸酯ti(or)4中-or與含氫聚二甲基硅氧烷中si-h鍵的摩爾比為1:1.05～1:1.2。

一種鈦酸酯硅氧烷催化劑ti-si，通過上述方法制備得到。

一種采用上述鈦酸酯硅氧烷催化劑制備si-o-c型聚醚硅蠟的方法，包括如下制備步驟：

將端含氫聚二甲基硅氧烷、聚醚加入到反應(yīng)器中，升溫至60℃～70℃后，加入鈦酸酯硅氧烷催化劑，通過通入氮?dú)馀懦龇磻?yīng)過程中產(chǎn)生的氫氣，反應(yīng)2h～10h后，冷卻即可得到所述si-o-c型聚醚硅蠟。

優(yōu)選地，所述端含氫聚二甲基硅氧烷的分子式為hme2sio(me2sio)msime2h，m的取值為0～50的整數(shù)。

優(yōu)選地，所述聚醚的分子式為r(och2ch2)a(och2chch3)boh，其中r為甲基或乙基，a的取值為1～30的整數(shù)，b的取值為0～30的整數(shù)。

所述端含氫聚二甲基硅氧烷中si-h鍵與聚醚中-oh的摩爾比為1:2～1:5。優(yōu)選地，端含氫聚二甲基硅氧烷中si-h鍵與聚醚中-oh的摩爾比為1:2～1:3。

優(yōu)選地，所述鈦酸酯硅氧烷催化劑的加入量在反應(yīng)體系中的濃度為1ppm～20ppm。

一種si-o-c型聚醚硅蠟，通過上述方法制備得到。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

(1)本發(fā)明所得鈦酸酯硅氧烷催化劑ti-si，在低用量的條件下可以提高端含氫聚二甲基硅氧烷與聚醚的縮合反應(yīng)效率，同時(shí)又避免了使用有機(jī)錫類催化劑帶來的毒性，提高了產(chǎn)品的安全性；

(2)本發(fā)明制備的si-o-c型聚醚硅蠟主要用于個(gè)人洗護(hù)當(dāng)中，通過調(diào)節(jié)產(chǎn)品中聚醚的結(jié)構(gòu)，可以得到水溶性聚醚硅蠟，主要應(yīng)用在護(hù)膚品中的透明水系配方當(dāng)中，能夠在使用過程中達(dá)到與皮膚接觸后吸收性好、無粘膩感，能夠起到讓皮膚保濕滋潤的效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所得si-o-c型聚醚硅蠟的紅外光譜圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所得si-o-c型聚醚硅蠟的核磁氫譜圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所得si-o-c型聚醚硅蠟的核磁碳譜圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

本實(shí)施例鈦酸酯硅氧烷催化劑及si-o-c型聚醚硅蠟的制備方法，具體制備步驟如下：

(1)將10g鈦酸乙酯、24.7g的四甲基二氫二硅氧烷(ti(och2ch3)4中-och2ch3與四甲基二氫二硅氧烷中si-h鍵的摩爾比為1:1.05)和10.4g異丙醇混合后加入四口燒瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在75℃反應(yīng)4h，最后70℃減壓蒸餾除去異丙醇，即可得到自制的鈦酸酯硅氧烷催化劑ti-si-1。

(2)在裝有回流冷凝管、機(jī)械攪拌器、氮?dú)獗Ｗo(hù)及溫度計(jì)的四口燒瓶中，加入10g四甲基二氫二硅氧烷(si-h鍵含量為0.15％)和163.3g聚醚(ch3(och2ch2)20oh)(其中si-h鍵與聚醚中-oh的摩爾比為1:2)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌升溫至60℃，然后加入0.35g步驟(1)所得鈦酸酯硅氧烷催化劑ti-si-1，控制溫度不超過65℃反應(yīng)6h后得到無色透明液體，冷卻后得到白色蠟狀固體，即si-o-c型聚醚硅蠟。反應(yīng)結(jié)束后，檢測體系中殘留的硅氫鍵含量為0.0185％，可以得出最終反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達(dá)87.6％。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的鈦酸酯硅氧烷催化劑及si-o-c型聚醚硅蠟的制備方法，具體制備步驟如下：

(1)將10g鈦酸異丙酯、135.3g的端含氫聚二甲基硅氧烷(hme2sio(me2sio)10sime2h；其中ti(och2ch3)4中-och2ch3與端含氫聚二甲基硅氧烷中si-h鍵的摩爾比為1:1.1)和53.6g異丙醇混合后加入四口燒瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在75℃反應(yīng)4h，最后70℃減壓蒸餾除去異丙醇，即可得到自制的鈦酸酯硅氧烷催化劑ti-si-2。

(2)在裝有回流冷凝管、機(jī)械攪拌器、氮?dú)獗Ｗo(hù)及溫度計(jì)的四口燒瓶中，加入5g端含氫聚二甲基硅氧烷(hme2sio(me2sio)10sime2h，其中si-h鍵含量為0.11％)、180.4g聚醚(ch3(och2ch2)20(och2chch3)10oh)(其中si-h鍵與聚醚中-oh的摩爾比為1:2.2)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌升溫至60℃，然后加入0.47g步驟(2)所得鈦酸酯硅氧烷催化劑ti-si-2，控制溫度不超過65℃反應(yīng)6h后得到無色透明液體，冷卻后得到白色蠟狀固體，即si-o-c型聚醚硅蠟。反應(yīng)結(jié)束后，檢測體系中殘留的硅氫鍵含量為0.0155％，可以得出最終反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達(dá)85.9％。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的鈦酸酯硅氧烷催化劑及si-o-c型聚醚硅蠟的制備方法，具體制備步驟如下：

(1)將10g鈦酸正丁酯、303.1g的側(cè)鏈含氫聚二甲基硅氧烷(me3sio(me2sio)20(mehsio)10sime3；其中ti(och2ch3)4中-och2ch3與端含氫聚二甲基硅氧烷中si-h鍵的摩爾比為1:1.15)和26.8g異丙醇混合后加入四口燒瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在75℃反應(yīng)4h，最后70℃減壓蒸餾除去異丙醇，即可得到自制的鈦酸酯硅氧烷催化劑ti-si-3。

(2)在裝有回流冷凝管、機(jī)械攪拌器、氮?dú)獗Ｗo(hù)及溫度計(jì)的四口燒瓶中，加入100g端含氫聚二甲基硅氧烷(hme2sio(me2sio)40sime2h、si-h鍵含量為0.065％)、273g聚醚(ch3(och2ch2)20oh)(其中si-h鍵與聚醚中-oh的摩爾比為1:3)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌升溫至60℃，然后加入0.82g步驟(1)所得鈦酸酯硅氧烷催化劑ti-si，控制溫度不超過65℃反應(yīng)6h后得到無色透明液體，冷卻后得到白色蠟狀固體，即si-o-c型聚醚硅蠟。反應(yīng)結(jié)束后，檢測體系中殘留的硅氫鍵含量為0.0085％，可以得出最終反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達(dá)86.9％。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的鈦酸酯硅氧烷催化劑及si-o-c型聚醚硅蠟的制備方法，具體制備步驟如下：

(1)將10g鈦酸異丙酯、310.2g的含氫聚二甲基硅氧烷(hme2sio(me2sio)10(mehsio)10sime2h；其中ti(och2ch3)4中-och2ch3與端含氫聚二甲基硅氧烷中si-h鍵的摩爾比為1:1.2)和98.6g異丙醇混合后加入四口燒瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在75℃反應(yīng)4h，最后70℃減壓蒸餾除去異丙醇，即可得到自制的鈦酸酯硅氧烷催化劑ti-si-4。

(2)在裝有回流冷凝管、機(jī)械攪拌器、氮?dú)獗Ｗo(hù)及溫度計(jì)的四口燒瓶中，加入100g端含氫聚二甲基硅氧烷(hme2sio(me2sio)50sime2h、si-h鍵含量為0.052％)、179.3g聚醚(ch3(och2ch2)20(och2chch3)30oh)(其中si-h鍵與聚醚中-oh的摩爾比為1:3)，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌升溫至60℃，然后加入0.95g步驟(2)所得鈦酸酯硅氧烷催化劑ti-si，控制溫度不超過65℃反應(yīng)6h后得到無色透明液體，冷卻后得到白色蠟狀固體，即si-o-c型聚醚硅蠟。反應(yīng)結(jié)束后，檢測出體系中殘留的硅氫鍵含量為0.0079％，可以得出最終反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達(dá)84.8％。

對以上實(shí)施例所得si-o-c型聚醚硅蠟進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，其紅外光譜圖如圖1所示；其核磁氫譜圖和碳譜圖分別如圖2和圖3所示。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。