端羟基有机硅分子的羟值测定方法
【专利摘要】一种端羟基有机硅分子的羟值测定方法，是在催化剂存在的条件下让端羟基有机硅分子发生缩合反应，通过吸水剂收集端羟基缩合产生的水，换算得到端羟基有机硅分子的羟值。本发明的方法所用到的仪器、原料均为实验室常用仪器、原料，可以很方便的检测出样品中羟基含量；由于采用缩聚的方法检测，得到的羟基含量更接近于有效羟基含量。
【专利说明】端羟基有机硅分子的羟值测定方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及检测方法，特别涉及一种端羟基有机硅分子的羟值测定方法。
【背景技术】
[0002] 端羟基有机硅分子，尤其是羟基硅油、羟基氟硅油，是一种重要的化工产品。在混 炼胶的结构化控制剂、化妆品、消泡剂、交联剂、纺织染整助剂、柔软剂等方面有广泛的应 用。其中羟基含量是该类产品最重要的指标之一。因此准确测定羟基硅油、羟基氟硅油中 的羟基含量对生产厂家和产品用户都具有指导意义。目前已知的文献中羟基含量的测定方 法主要有格代试剂法、卡尔?费休法、氢化铝锂法和异氰酸苯酯法等，特别是前两种方法用 的最多。格代试剂法将样品与格氏试剂在反应器中混合，产生CH 4气体，根据气体体积进而 推算出硅羟基的含量。卡尔?费休试剂法通过硅油中的羟基与过量的费休试剂反应，用返 滴定的方法测试；或者通过水分测定仪直接打印出水分含量，然后转化为羟基含量。以上两 种方法对仪器或试剂的依赖性大，对某些厂家来讲仍难以实现。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的，是提供一种端羟基有机硅分子的羟值测定方法。
[0004] 为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种端羟基有机硅分子的 羟值测定方法，在催化剂存在的条件下让端羟基有机硅分子发生缩合反应，通过吸水剂收 集端羟基缩合产生的水，换算得到端羟基有机硅分子的羟值。
[0005] 所述端羟基有机硅分子具有下式所示的结构：
[0006] HO (R2R3SiO)nR1
[0007] 其中 R1 为-H、-CH3、-C2H5、-CH = CH2、-(CH3)3Si 或-C6H5 ;R2、R3 相同或不同， 为-CH3、-C6H5、-CH2CH 2CF3' -CH = CH2 或-CH2CH2CN。
[0008] 所述催化剂为具有以下结构的有机硅醇碱：
[0009] MO [(CH3)2SiOJnM
[0010] 其中 M 为 Li、Na、K、Rb、Ce、NH4、-N(CH3)4、四乙基铵或四丁基磷。
[0011] 所述吸水剂选自无水氯化钙、无水硫酸钠、无水硫酸钙、浓硫酸、无水硫酸镁、固体 氢氧化钠、碱石灰、变色硅胶或活性氧化铝中的一种或几种。
[0012] 所述缩合反应的反应温度控制在100?150°C。
[0013] 所述端羟基有机硅分子包含但不限于羟基硅油或羟基氟硅油。
[0014] 本发明的测试方法经济适用，适合更广大用户。
[0015] 本发明的方法所用到的仪器、原料均为实验室常用仪器、原料，可以很方便的检测 出样品中羟基含量。此外，由于采用缩聚的方法检测，因此得到的羟基含量更接近于有效羟 基含量。与卡尔?费休方法得到的结果对比发现，两者误差小于5%。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1是羟基硅油、羟基氟硅油的羟值测定装置示意图。
【具体实施方式】
[0017] 本发明的方法采用的测定装置如图1所示，包括油浴、带搅拌器的三口烧瓶和装 有吸水剂的干燥管。三口烧瓶置于油浴中，其一口用于通入惰性气体，中口用于插入搅拌 器，另一口用于连接干燥管。
[0018] 测定过程原理是：将100份重的（以质量计）待测样品A加入三口烧瓶中，油浴温 度设为100?150°C，通干燥的惰性气体B，0?2h后，记录装有吸水剂D的干燥管的重量 m Q(至少精确到0. Olg)。然后向三口烧瓶中加入0. 01?5份重的催化剂C，边搅拌边通气 体B，当间隔10分钟称量的干燥管的质量差小于0. Olg时，记录此时的干燥管重量Hi1，停止 测试。此时样品中羟基基本已经反应完全，样品可能变为胶状高分子量聚合物，或者油状环 状结构分子，但不影响羟基含量的测定。
[0019] 样品的羟基含量可以由下式计算得到：
[0020] 样品轻基含量（％ ) = 1. 89 (1?-!!?)
[0021] 以下实施例均在图1所示的装置中进行，并按上述计算方法得到样品的羟基含 量。
[0022] 实施例1
[0023] 准确称取IOOg待测羟基硅油（粘度IOOmPa · s)加入到三口烧瓶中，油浴温度设 定为130°C，通高纯氮10分钟以去除硅油中的水分。先称量装有无水氯化钙的干燥管的初 始重量Hi 0为92. 35g。将Ig硅醇钠催化剂加入到三口烧瓶中，搅拌并通氮气Ih后，称量装 有无水氯化钙的干燥管的最终重量Hi1为97. 53g。根据计算式计算得到该硅油样品中的羟 基含量为9. 79%。
[0024] 实施例2
[0025] 准确称取IOOg待测羟基硅油（粘度500mPa · s)加入到三口烧瓶中，油浴温度设 定为120°C，通高纯氩10分钟以去除羟基硅油中的水分。先称量装有无水氯化钙的干燥管 的初始重量Hi 0为90. 16g，将Ig硅醇钾催化剂加入到三口烧瓶中，搅拌并通氩气Ih后，称量 装有无水氯化钙的干燥管的最终重量Hi1为92. 02g。根据计算式可以得到该硅油样品中的 羟基含量为3. 51%。
[0026] 实施例3 :
[0027] 准确称取IOOg待测羟基氟硅油（粘度IOOmPa · s)加入到三口烧瓶中，油浴温度 设定为130°C，通高纯氮10分钟以去除羟基氟硅油中的水分。先称量装有无水氯化钙的干 燥管的初始重量Hi 0为95. 77g，将Ig硅醇钠催化剂加入到三口烧瓶中，搅拌并通氮气Ih后， 称量装有无水氯化钙的干燥管的最终重量Hi1为99. 28g。根据计算式可以得到该羟基氟硅 油样品中的羟基含量为6. 63%。
[0028] 实施例4 :
[0029] 准确称取IOOg待测羟基苯基硅油（粘度300mPa · s)加入到三口烧瓶中，油浴温 度设定为120°C，通去除CO2的干燥空气10分钟以去除羟基苯基硅油中的水分。先称量装 有无水硫酸钠的干燥管的初始重量Hi 0为89. 64g，将2g硅醇四甲基铵催化剂加入到三口烧 瓶中，搅拌并通去除CO2的干燥空气Ih后，称量装有无水硫酸钠的干燥管的最终重量Hi1为 91. 33g。根据计算式可以得到该硅油样品中的羟基含量为3. 19%。
[0030] 本发明提供的方法与卡尔库伦水分仪检测的水分含量对比如表1所示：
[0031] 表 1
[0032]
【权利要求】
1. 一种端羟基有机硅分子的羟值测定方法，其特征在于：在催化剂存在的条件下让端 羟基有机硅分子发生缩合反应，通过吸水剂收集端羟基缩合产生的水，换算得到端羟基有 机硅分子的羟值。
2. 如权利要求1所述的端羟基有机硅分子的羟值测定方法，其特征在于：所述端羟基 有机硅分子具有下式所示的结构： HO (R2R3SiO) nR1 其中 R1 为-H、-CH3、-C2H5、-CH = CH2、-(CH3)3Si 或-C6H5 ;R2、R3 相同或不同， 为-CH3、-C6H5、-CH2CH2CF 3、-CH = CH2 或-CH2CH2CN。
3. 如权利要求1所述的端羟基有机硅分子的羟值测定方法，其特征在于：所述催化剂 为具有以下结构的有机硅醇碱： MO[(CH3)2SiO]nM 其中M为1^、恥、1(、诎、06、順4、，(〇13)4、四乙基铵或四丁基磷。
4. 根据权利要求1所述的端羟基有机硅分子的羟值测定方法，其特征在于：所述吸水 剂选自无水氯化钙、无水硫酸钠、无水硫酸钙、浓硫酸、无水硫酸镁、固体氢氧化钠、碱石灰、 变色硅胶或活性氧化铝中的一种或几种。
5. 根据权利要求1所述的端羟基有机硅分子的羟值测定方法，其特征在于：所述缩合 反应的反应温度控制在100?150°C。
6. 根据权利要求1所述的端羟基有机硅分子的羟值测定方法，其特征在于：所述端羟 基有机硅分子包含但不限于羟基硅油或羟基氟硅油。
【文档编号】G01N31/10GK104391073SQ201410652402
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月17日 优先权日:2014年11月17日
【发明者】许祥, 郑安呐, 周晓东, 许治昕, 陈培 申请人:华东理工大学