本發(fā)明涉及一種二甲基硅氧烷的制備方法，特別是涉及一種烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷的制備方法。
背景技術(shù)：
硅橡膠由于具有優(yōu)異的耐候性、耐高低溫性能、電氣絕緣性以及生理相容性等性能，在航天航空、建筑、電子、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。硅橡膠按其交聯(lián)固化方式，可分為高溫硫化硅橡膠和室溫硫化硅橡膠；此外還可以分為加成型硅橡膠和縮合型硅橡膠?？s合型硅橡膠按其固化時(shí)所釋放的副產(chǎn)物，可以分為脫醇型、脫酸型、脫酮肟型、脫丙酮型、脫酰胺型等。不同類型的縮合型硅橡膠有其特有的性能特點(diǎn)。其中脫醇型硅橡膠由于其脫除的副產(chǎn)物為中性的醇類物質(zhì)，無(wú)異味、對(duì)基材的腐蝕性小，對(duì)人體健康影響也不大，因此該類硅橡膠的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。性能穩(wěn)定的脫醇型硅橡膠需要使用烷烴氧基封端的聚二甲基硅氧烷作為為基膠，與填料、增塑劑、交聯(lián)劑、催化劑等配合劑配合后制備。而一般的烷烴氧基封端的聚二甲基硅氧烷是先用有機(jī)硅環(huán)體制備成α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷，然后再將α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷與多烷烴氧基硅烷，如甲基三甲氧基硅烷，二甲基二甲氧基硅烷等，進(jìn)行反應(yīng)。利用多烷氧基上的一個(gè)烷烴氧基基團(tuán)和聚合物的羥基發(fā)生縮合反應(yīng)，制備得到的。這種方法工藝路線長(zhǎng)，工藝復(fù)雜。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷的制備方法，其優(yōu)化了烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷制備工藝，解決了傳統(tǒng)烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷制備過(guò)程中工藝路線長(zhǎng)、工藝復(fù)雜的問(wèn)題，提高了烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷的生產(chǎn)效率。
本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的：一種烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷的制備方法，其包括下列步驟：
步驟一，將100份反應(yīng)原料加入反應(yīng)器中，升溫到75℃，真空度<-0.08mpa，持續(xù)30分鐘，脫除原料中的水分；
步驟二，加入2份烷烴氧基鏈轉(zhuǎn)移劑，攪拌15分鐘；
步驟三，加入催化劑sm（otf）3，催化劑的加入量為原料總量的5ppm；
步驟四，繼續(xù)攪拌并將溫度維持在75℃反應(yīng)60分鐘，然后升溫到120℃繼續(xù)反應(yīng)60分鐘，此時(shí)檢測(cè)粘度達(dá)到280cst，加入15ppm的終止劑，終止60分鐘；
步驟五，降溫，出料，即得到100~102份的烷烴氧基封端的聚二甲基硅氧烷聚合物。
優(yōu)選地，所述催化劑sm（otf）3的合成方法包括下列步驟：
步驟六，將100份sm2o3加入到溶度為50%的300份的三氟甲磺酸（hotf）水溶解中；
步驟七，升溫至100℃，開(kāi)始回流反應(yīng)；
步驟八，反應(yīng)3小時(shí)后，檢測(cè)溶液的ph值為7時(shí)，停止加熱；
步驟九，冷卻至室溫，過(guò)濾除去雜質(zhì)；
步驟十，將過(guò)濾得到的溶液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，80℃，真空度<-0.09mpa，蒸發(fā)至干燥為止，得到粉末即為純度>97%的sm(otf)3。
優(yōu)選地，所述反應(yīng)原料為一種或幾種硅氧烷原料的混合物，硅氧烷原料包括六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、十二甲基環(huán)六硅氧烷或者聚二甲基硅氧烷混合環(huán)體，聚二甲基硅氧烷混合環(huán)體為六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、十二甲基環(huán)六硅氧烷的混合物。
優(yōu)選地，所述步驟二中的烷烴氧基鏈轉(zhuǎn)移劑為六甲氧基二硅氧烷、二甲基四甲氧基二硅氧烷、四甲基二甲氧基二硅氧烷、二乙烯基四甲氧基二硅氧烷、四乙烯基二甲氧基二硅氧烷、二苯基四甲氧基二硅氧烷、二甲基四乙氧基二硅氧烷、四甲基二乙氧基二硅氧烷二、二乙烯基四乙氧基二硅氧烷、四乙烯基二乙氧基二硅氧烷或二苯基四乙氧基二硅氧烷。
優(yōu)選地，所述催化劑包括但不限于sm（otf）3，催化劑為結(jié)構(gòu)是mx（orf）x的高活性路易斯酸金屬鹽，m代表金屬，如bi（金屬鉍）、al（金屬鋁）、mn（金屬鋅）、cr（金屬鉻）、ga（金屬鎵）、ln（鑭系金屬）、la（金屬鑭）、sc（金屬鈧）、sm（金屬釤），orf代表含氟酸，如三氟乙酸或五氟苯磺酸；催化劑使用量為聚合單體用量0.01~1mol%。
本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：本發(fā)明烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷的制備方法優(yōu)化了烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷制備工藝，解決了傳統(tǒng)烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷制備過(guò)程中工藝路線長(zhǎng)、工藝復(fù)雜的問(wèn)題，提高了烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷的生產(chǎn)效率。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本發(fā)明烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷的制備方法包括下列步驟：
步驟一，將100份反應(yīng)原料加入反應(yīng)器中，升溫到75℃，真空度<-0.08mpa，持續(xù)30分鐘，脫除原料中的水分；
步驟二，加入2份烷烴氧基鏈轉(zhuǎn)移劑，攪拌15分鐘；
步驟三，加入催化劑sm（otf）3，催化劑的加入量為原料總量的5ppm；
步驟四，繼續(xù)攪拌并將溫度維持在75℃反應(yīng)60分鐘，然后升溫到120℃繼續(xù)反應(yīng)60分鐘，此時(shí)檢測(cè)粘度達(dá)到280cst，加入15ppm的終止劑，終止60分鐘；
步驟五，降溫，出料，即得到100~102份的烷烴氧基封端的聚二甲基硅氧烷聚合物。
催化劑sm（otf）3的合成方法包括下列步驟：
步驟六，將100份sm2o3加入到溶度為50%的300份的三氟甲磺酸（hotf）水溶解中；
步驟七，升溫至100℃，開(kāi)始回流反應(yīng)；
步驟八，反應(yīng)3小時(shí)后，檢測(cè)溶液的ph值為7時(shí)，停止加熱；
步驟九，冷卻至室溫，過(guò)濾除去雜質(zhì)；
步驟十，將過(guò)濾得到的溶液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，80℃，真空度<-0.09mpa，蒸發(fā)至干燥為止，得到粉末即為純度>97%的sm(otf)3。
反應(yīng)原料為一種或幾種硅氧烷原料的混合物，硅氧烷原料包括六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、十二甲基環(huán)六硅氧烷或者聚二甲基硅氧烷混合環(huán)體，聚二甲基硅氧烷混合環(huán)體為六甲基環(huán)三硅氧烷、八甲基環(huán)四硅氧烷、十甲基環(huán)五硅氧烷、十二甲基環(huán)六硅氧烷的混合物。
步驟二中的烷烴氧基鏈轉(zhuǎn)移劑為六甲氧基二硅氧烷、二甲基四甲氧基二硅氧烷、四甲基二甲氧基二硅氧烷、二乙烯基四甲氧基二硅氧烷、四乙烯基二甲氧基二硅氧烷、二苯基四甲氧基二硅氧烷、二甲基四乙氧基二硅氧烷、四甲基二乙氧基二硅氧烷二、二乙烯基四乙氧基二硅氧烷、四乙烯基二乙氧基二硅氧烷或二苯基四乙氧基二硅氧烷。
催化劑包括但不限于sm（otf）3，催化劑為結(jié)構(gòu)是mx（orf）x的高活性路易斯酸金屬鹽，m代表金屬，如bi（金屬鉍）、al（金屬鋁）、mn（金屬鋅）、cr（金屬鉻）、ga（金屬鎵）、ln（鑭系金屬）、la（金屬鑭）、sc（金屬鈧）、sm（金屬釤），orf代表含氟酸，如三氟乙酸或五氟苯磺酸；催化劑使用量為聚合單體用量0.01~1mol%。
本發(fā)明烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷的聚合溫度為60~150°c，最佳聚合溫度為80℃~120℃，反應(yīng)時(shí)間約20~2000分鐘，有機(jī)硅環(huán)體的最高轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到99%以上，苯聚合物制備結(jié)束后，不需要高溫真空脫除低分子，即可實(shí)現(xiàn)揮發(fā)分<1%，可以通過(guò)有機(jī)硅環(huán)體與烷烴氧基鏈轉(zhuǎn)移劑的配比量調(diào)節(jié)分子量、結(jié)構(gòu)和活性基團(tuán)，制得的烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷的粘度為1~1，000，000cst。mx（orf）x的高活性路易斯酸金屬鹽作為催化劑的合成：采用含氟酸與過(guò)量的金屬氧化物在水溶液中，加熱回流反應(yīng)，直到溶液呈中性，反應(yīng)結(jié)束。降溫至室溫，采用過(guò)濾的方法除去過(guò)量的固體金屬氧化物，得到的溶液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器蒸發(fā)，最后得到固體粉末，即為說(shuō)要的催化劑。
在具體實(shí)施例中，烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷的制備方法包括如下步驟：
步驟一，將100份聚二甲基硅氧烷混合環(huán)體加入反應(yīng)器中，升溫到75℃，真空度<-0.08mpa，持續(xù)30分鐘，脫除原料中的水分；
步驟二，加入2份的六甲氧基二硅氧烷，作為烷烴氧基鏈轉(zhuǎn)移劑，攪拌15分鐘；
步驟三，加入催化劑sm（otf）3，催化劑的加入量為原料總量的5ppm；
步驟四，繼續(xù)攪拌并將溫度維持在75℃反應(yīng)60分鐘，然后升溫到120℃繼續(xù)反應(yīng)60分鐘，此時(shí)檢測(cè)粘度達(dá)到280cst，加入15ppm的終止劑，終止60分鐘；
步驟五，降溫，出料，即得到100~102份的粘度為280cst的烷烴氧基封端的聚二甲基硅氧烷聚合物。
綜上所述，本發(fā)明烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷的制備方法優(yōu)化了烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷制備工藝，解決了傳統(tǒng)烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷制備過(guò)程中工藝路線長(zhǎng)、工藝復(fù)雜的問(wèn)題，提高了烷烴氧基封端聚二甲基硅氧烷的生產(chǎn)效率。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。