專利名稱：一種超高分子量聚有機硅氧烷的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚有機硅氧垸的制備方法，尤其是一種超高分子量聚有機硅氧烷的 制備方法。
背景技術(shù)：
聚有機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 子量的聚有機硅氧烷，工業(yè)上主要通過延長聚合反應(yīng)時間、脫低時間等方式來實現(xiàn)。這 種制備工藝存在以下缺陷①制備的聚有機硅氧烷的分子量有限，產(chǎn)物的分子量一般不 會超過100萬；②對攪拌系統(tǒng)的要求高，隨著聚合物粘度的增加，流動性變差，導(dǎo)致攪 拌不充分，進而造成局部過熱，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；
(2) 恒溫下，抽真空1.0 4.0小時，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，通入氮氣，繼續(xù)抽真空2.0 6.0小時，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，底部帶有氮氣通 入接口，器身設(shè)有控溫夾套，所述的反應(yīng)器可進行氮氣保護聚合及聚合物脫低。反應(yīng)器 內(nèi)設(shè)有S形攪拌裝置，對大粘度反應(yīng)物具有強力剪切、分散作用。
步驟(l沖所述的催化劑為非暫時性催化劑或暫時性催化劑，所述的非暫時性催化劑 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、以甲苯作流動相進行檢測，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硅氧垸，并可以使聚有機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、并附帶真空及氮氣通入裝置的攪拌器，該反應(yīng)器對大粘度物料具有很好的分散、剪切效果，并可進行氮氣保護及脫低處理，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)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但是本發(fā)明所要求保護的范圍并不局限于實施例所涉及的范圍。


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.氮氣接口； 4.攪拌裝置；5.控溫夾套。
圖2是本發(fā)明實施例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)明實施例6產(chǎn)物聚二甲基硅氧垸的分子量分布圖。
具體實施例方式
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，底部帶有氮氣通入接口 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)器可進行氮氣保護聚合及聚 合物脫低，所述的攪拌裝置為S形對大粘度反應(yīng)物具有強力減切、分散作用。
實施例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；恒溫狀態(tài)下，抽真空 4.0小時，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 氮氣并繼續(xù)抽真空6.0小時；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、以甲苯作流動相進行檢測，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；恒溫狀態(tài) 下，抽真空3.0小時，控制真空度-0.080MPa;再用2.5g磷酸中和，并升溫至180°C， 通入氮氣并繼續(xù)抽真空5.0小時；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；恒溫狀態(tài)下，抽真空2.0小時，控制真空度-0.090MPa;再用3.2g乙酸中和，并升溫至17(TC，通入氮氣并繼續(xù) 抽真空4.0小時；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；恒溫狀態(tài) 下，抽真空1.0小時，控制真空度-O.O卯MPa;再用18g苯甲酸中和，并升溫至18(TC， 通入氮氣并繼續(xù)抽真空3.0小時；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；恒溫狀態(tài)下，抽 真空2.0小時，控制真空度-0.100MPa;再升溫至175t:,通入氮氣并繼續(xù)抽真空2.0小 時；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；恒 溫狀態(tài)下，抽真空2.0小時，控制真空度-0.100MPa;再升溫至175。C，通入氮氣并繼續(xù) 抽真空4.0小時；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、以甲苯作流動相進行檢測，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；恒溫狀態(tài)下，抽 真空2.0小時，控制真空度-0.100MPa;再升溫至175。C，通入氮氣并繼續(xù)抽真空5.0小 時；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；恒 溫狀態(tài)下，抽真空2.0小時，控制真空度-0.100MPa;再升溫至175。C，通入氮氣并繼續(xù) 抽真空3.0小時；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；(2)恒溫下，抽真空1.0～4.0小時，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℃，通入氮氣，繼續(xù)抽真空2.0～6.0小時，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性催化劑時，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硅氧垸的制備方法，其特征在于所 述的非暫時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硅氧烷的制備方法，其特征在于 所述非暫時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硅氧烷的制備方法，其特征在于所 述的暫時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硅氧烷的制備方法，其特征在于所述的暫時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)，底部帶有氮氣通 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)器可進行氮氣保 護聚合及聚合物脫低，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；(2)恒溫下，抽真空1.0～4.0小時，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℃，通入氮氣，繼續(xù)抽真空2.0～6.0小時，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100萬以上的聚有機硅氧烷。
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, 哲 王 申請人:廣州天賜有機硅科技有限公司