专利名称：一种短链羟基硅油的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种短链羟基硅油的合成方法，特别是一种用酸性白土和浓硫酸为双重催化剂合成的侧基为氢、crc7的垸基链或乙烯基、腈乙基的小分子羟基硅油的方法。
背景技术：
短链羟基硅油是一种高温硫化硅橡胶的结构控制剂，也可用于有 机硅树脂或有机化合物的合成，目前，其主要合成方法有以下几种(1)美国专利公开号USP3853932，
公开日1974年10月，名称为生 产低分子量硅羟基封端聚合物的方法专利公开了一种用酸性白土催 化六甲基环三硅氧烷(D3)法合成低分子量羟基硅油的方法；(2)中 国专利授权公告号CN 1025861C，授权公告日1994年9月7日，名 称为01， co-双-二甲基羟基硅氧基聚二甲基硅氧烷的制备的专利使用八 甲基环四硅氧烷(D4)、蒸馏水为原料在聚乙烯均相阳离子磺酸膜(PECM)催化下合成羟基硅油。(3)中国专利公开号CN1821284A，
公开日2006年8月23日，名称为氢氧化钾催化八甲基环四硅氧烷开 环聚合法，同时本专利在背景技术中阐述了目前生产羟基硅油的方 法(4)甲基环硅氧垸和醋酸酐在酸性催化剂下开环聚合法；(5)由 冯圣玉等编著化学工业出版社出版的《有机硅高分子及应用》中用二 甲基二氯硅烷水解聚合法合成羟基硅油等。其中，方法(1)中D3产量少，价格高，换用低成本的八甲基环四硅氧垸(D4)，普通酸性 白土又不能有效的催化；方法(2)合成的羟基硅油的粘度在 350-3500CS/25°C，粘度太高，羟基含量太低，不适合有机合成的需 求；方法(3)中要用大量的氢氧化钠催化和用大量的硫酸来中和， 成本较高；方法(4)要用醋酸酐做封端剂，除了价格高外，采用此 方法工艺稳定性差，不易控制。方法(5)中氯硅烷水解反应过于剧 烈，工艺不易控制，产生大量的废酸需要后期处理,成本较高。另外，以上五种方法合成的均为侧基为甲基的短羟基硅油，而不包含氢、 C2-C7的烷基链、乙烯基和腈乙基等功能丰富的官能侧链，不能满足 特殊行业的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，寻求提供一种操 作方便，合成低成本、低分子量二甲基端羟基硅油和含功能侧基的低 分子量端羟基硅油的合成方法。为了实现上述目的，本发明用酸性白土与浓硫酸催化合成小分子 羟基硅油，采用环四硅氧烷为原料，以四氢呋喃或丙酮为反应溶剂， 以酸性白土与浓硫酸为双重催化剂，以碳酸钠水溶液为中和剂在水中进行开环聚合，制得粘度为5-25CS的小分子羟基硅油；先按原材料 组份配比计量好各种原料，然后分别将酸性白土、水、丙酮、环四硅 氧烷加入装有回流装置的三口烧瓶内，在搅拌状态下加入浓硫酸，在 控制反应温度条件下进行反应，反应完后，加入氧化镁搅拌10分钟， 抽滤，将滤液用旋转蒸发仪在45'C下蒸馏回收丙酮，然后再加入碳 酸钠水溶液在控温条件下中和，静置分层；再对上层的有机层加水清 洗1 2次，再静置分层放去水，然后将有机层送入旋转蒸发仪升温 至95"C，减压脱去低沸物，制得小分子羟基硅油。本发明的原材料组分质量份配比为环四硅氧垸100质量份，酸 性白土 1 10质量份，浓硫酸0.1 1.5质量份，丙酮或四氢呋喃70 140质量份，碳酸钠0.2 1.8质量份，水1 10质量份和氧化镁1 5 质量份；本发明的反应工艺控制条件反应温度40 65'C，反应时间8 20小时，水清洗中和温度30 60"C，中和时间1 4小时，搅拌转速 80转/分钟。本发明与现有技术相比，其工艺过程简单，反应条件便于控制， 原材料成本低且易得，反应生成速度快，产品质量好活性高，应用范 围广。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明做进一步说明。 实施例1:将5g酸性白土、 3g水、110g丙酮、100gD4加入装有回流装置的三口烧瓶内，在搅拌状态下用加入l.Og浓硫酸，在50 60。C下反应16小时；反应完后，加入5g氧化镁搅拌10分钟，抽滤，将滤液用旋转蒸发仪在45'C下蒸馏回收丙酮，然后再加入碳酸钠水溶液 150ml在30 60。C下中和3小时，静置分层。上层的有机层加水200ml 清洗1 2次，再静置分层放去水，然后将有机层送入旋转蒸发仪升 温至95。C，减压脱去低沸物，制得的小分子羟基硅油粘度为19.4CS， 产率98.0%。实施例2:将2g酸性白土、 8g水、110g丙酮、100gD4加入装有回流装置 的三口烧瓶内，在搅拌状态下用加入l.Og浓硫酸，在50 60。C下反 应24小时；其余过程条件与实施例l相同，制得的小分子羟基硅油 粘度为10.5CS，产率85.5%。实施例3:将10g酸性白土、 4g水、110g丙酮、80gD4、 20g四乙基环四硅 氧烷加入装有回流装置的三口烧瓶内，在搅拌状态下用加入0.65g浓 硫酸，在50 6(TC下反应16小时；其余过程条件与实施例l相同， 制得的小分子羟基硅油粘度为U.5CS,产率82.2.0%。
权利要求
1.一种短链羟基硅油的合成方法，用酸性白土与浓硫酸催化合成小分子羟基硅油，采用环四硅氧烷为原料，以四氢呋喃或丙酮为反应溶剂，以酸性白土与浓硫酸为双重催化剂，以碳酸钠水溶液为中和剂在水中进行开环聚合，制得粘度为5～25CS的小分子羟基硅油；其特征在于先按原材料组份配比计量好各种原料，然后分别将酸性白土、水、丙酮、环四硅氧烷加入装有回流装置的三口烧瓶内，在搅拌状态下加入浓硫酸，在控制反应温度为40～65℃的条件下进行反应8～20小时，反应完后，加入氧化镁搅拌10分钟，抽滤，将滤液用旋转蒸发仪在45℃下蒸馏回收丙酮，然后再加入碳酸钠水溶液在30～60℃条件下中和1～4小时，静置分层；再对上层的有机层加水清洗1～2次，再静置分层放去水，然后将有机层送入旋转蒸发仪升温至95℃，减压脱去低沸物，制得小分子羟基硅油。
2. 根据权利要求1所述的短链羟基硅油的合成方法，其特征在于 原材料组分质量份配比为环四硅氧烷100质量份，酸性白土1 10 质量份，浓硫酸0.1 1.5质量份，丙酮或四氢呋喃70 140质量份， 碳酸钠0.2 1.8质量份，水1 10质量份和氧化镁1 5质量份。
全文摘要
本发明涉及一种短链羟基硅油的合成方法，先按原材料组份配比计量好各种原料，然后分别将酸性白土、水、丙酮、环四硅氧烷加入装有回流装置的三口烧瓶内，在搅拌状态下加入浓硫酸，在控制反应温度条件下进行反应，反应完后，加入氧化镁搅拌10分钟，抽滤，将滤液用旋转蒸发仪在45℃下蒸馏回收丙酮，然后再加入碳酸钠水溶液在控温条件下中和，静置分层；再对上层的有机层加水清洗1～2次，再静置分层放去水，然后将有机层送入旋转蒸发仪升温至95℃，减压脱去低沸物，制得小分子羟基硅油，其工艺过程简单，反应条件便于控制，原材料成本低且易得，反应生成速度快，产品质量好活性高，应用范围广。
文档编号C08G77/08GK101225170SQ20081001422
公开日2008年7月23日 申请日期2008年1月26日 优先权日2008年1月26日
发明者利 王, 蔺存国 申请人:中国船舶重工集团公司第七二五研究所