本发明涉及硅油领域,更具体地,涉及一种长链烷基改性聚硅氧烷及制备方法。
背景技术:
1、长链烷基改性聚硅氧烷是聚硅氧烷中部分甲基被长链烷基或者其它烷基取代后得到的产物,因其具有优良的润滑性、脱模性、憎水性和有机材料的相容性,被广泛应用在润滑油、脱模剂、涂料添加剂等领域。
2、通常,制取长链烷基改性聚硅氧烷有两种方法,一种是通过含氢聚硅氧烷和带有双键的不饱和烯烃在催化剂作用下加成反应制取,另一种是先将含氢硅烷和长链烯烃在催化剂作用下进行加成制取烷基改性硅烷,再经水解得到水解物,将水解物和二甲基硅氧烷环体、封头剂进行开环聚合制取烷基改性聚硅氧烷,此方法工艺复杂研究较少。
3、在工业化生产中,通常采用含氢聚硅氧烷和不饱和烯烃之间的硅氢加成反应制备长链烷基改性聚硅氧烷。单一的烯烃和含氢聚硅氧氧烷之间的加成反应研究的较多,比较容易反应,两种以上烯烃改性存在竞争关系,很难同时反应上去,通常采用分步加成反应的方式。然而尽管采用了分步加成的反应方式,但长链烷基和聚硅氧烷的空间位阻效应会造成硅氢键和双键接触困难,加成反应不彻底,硅氢键不能全部参与反应,残留的硅氢键较多,产品品质不高,给下游应用带来诸多不便,难以满足市场客户高品质的需求;尤其对于高含氢硅油甚至全含含氢硅油来讲,含氢量越高,空间位阻效应越明显,反应到最后残留硅氢键越多,有时甚至会发生交联反应。
4、因此,亟需设计两种不同长链烷基改性硅油的制备方法,尤其针对含氢量较高的含氢硅油,甚至全含氢硅油和α烯烃之间的加成反应。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题,本发明提供了一种长链烷基改性聚硅氧烷的制备方法,包括:
2、将含氢硅油与烯烃改性硅油成品混合均匀,升温;
3、首次加入催化剂,滴加第一烯烃,进行第一保温反应;
4、补加所述催化剂,滴加第二烯烃,进行第二保温反应;
5、减压蒸馏得到所述长链烷基改性聚硅氧烷。
6、进一步地,所述烯烃改性硅油成品的制备包括:
7、将含氢硅油与溶剂混合均匀,升温;
8、首次加入催化剂,滴加第一烯烃,进行第一保温反应;
9、补加所述催化剂,滴加第二烯烃,进行第二保温反应;
10、减压蒸馏得到所述烯烃改性硅油。
11、进一步地,以质量分数计,所述烯烃改性硅油成品占5-30%,优选地为8-25%;
12、和/或以质量分数计,所述溶剂占30-50%;
13、和/或以质量分数计,所述含氢硅油中硅氢键的含量为0.8-1.6%;
14、和/或以质量分数计,所述首次加入催化剂的量为1-10ppm;
15、和/或以质量分数计,所述补加所述催化剂的用量为1-10ppm;
16、和/或以摩尔数计,所述第一烯烃的加入量为所述含氢硅油中硅氢键含量的1-80%;
17、和/或以摩尔数计,所述第二烯烃的加入量为与所述第一烯烃反应后剩余硅氢键含量的1.2-80%;
18、和/或所述第一烯烃为碳原子数为16-40的直链烯烃或者带有苯环的芳烯烃,第二烯烃为碳原子数为3-16的烯烃。
19、进一步地,所述升温条件为90-120℃;
20、和/或所述第一保温条件为:温度90-150℃,时间0.5-2h;
21、和/或所述第二保温条件为:温度90-150℃,时间4-8h;
22、所述第一烯烃和/或第二烯烃的滴加速度为0.1-1.5g/min。
23、进一步地,所述催化剂为高溶解氯铂酸催化剂;
24、优选地,所述溶解后氯铂酸中铂的含量为50-10000ppm。
25、进一步地,所述高溶解氯铂酸催化剂制备方法包括:
26、将固体氯铂酸溶解在异丙醇中,氮气保护下室温下搅拌2-3天;
27、加入c3-c20的烯烃,继续搅拌2-3天,得到所述铂含量为50-10000ppm的高溶解氯铂酸催化剂。
28、进一步地,所述烯烃的用量为2%-50%。
29、另一方面,还提供一种上述方法制备得到的长链烷基改性聚硅氧烷。
30、进一步地,所述的长链烷基改性聚硅氧烷的结构通式为:
31、
32、其中,所述r0、r1和r2为c1-c40的烷基及带有苯环的烷基中的任意一种;
33、x的值为0-200,y的值为0-200,z的值为0-1000。
34、进一步地,所述长链烷基改性聚硅氧烷的硅氢转化率大于89%。
35、与现有技术相比,本发明具有以下效果:
36、针对两种不同结构长链烯烃改性聚硅氧烷领域,尤其针对含氢量较高的聚硅氧烷,甚至全含氢聚硅氧烷的烯烃改性,本发明提供了一种比较可靠并且比较容易实现生产的制备方法;当所述烯烃改性硅油成品为自己制备时,该方法仅在第一步制备烯烃改性硅油成品时使用极少量溶剂,后续实现大量长链烷基改性聚硅氧烷的批量生产时,可以完全避免使用溶剂;当所述烯烃改性硅油成品选择市售成品油时,则整个过程可以避免使用溶剂,同时,该方法制备的产品质量稳定性好,与一般的技术相比,提高了硅氢转化率,提升了产品的稳定性。
37、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。
1.一种长链烷基改性聚硅氧烷的制备方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述烯烃改性硅油成品的制备包括:
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,以质量分数计,所述烯烃改性硅油成品占5-30%,优选地为8-25%;
4.根据权利要求1或3所述的制备方法,其特征在于,所述升温条件为90-120℃;
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述催化剂为高溶解氯铂酸催化剂;
6.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述高溶解氯铂酸催化剂制备方法包括:
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,以质量分数计,所述烯烃的用量为2%-50%。
8.一种由权利要求1-7任一项所述方法制备得到的长链烷基改性聚硅氧烷。
9.根据权利要求8所述的长链烷基改性聚硅氧烷,其特征在于,所述长链烷基改性聚硅氧烷的结构通式为:
10.根据权利要求8所述的长链烷基改性聚硅氧烷,其特征在于,所述长链烷基改性聚硅氧烷的硅氢转化率大于89%。