专利名称：一种新型结构苯基甲基硅油的制作方法
专利说明一种新型结构苯基甲基硅油 本发明涉及化工技术领域，具体的说是一种新型结构苯基甲基硅油。苯基甲基硅油是硅油主要品种之一，其应用面十分广泛，它可以用在金属制品的热处理浴、高温加热油、脂肪烃、芳香烃、脂肪酸、胺、醇、酯及烯类的分离、分析用色谱载体，电子电气设备的润滑油，加入碳黑锂皂或二硫化钼作为高温润滑脂，可用于高温风扇轴承、滚珠轴承、H级电机的滚珠轴承考克、运输链条、炉门防磨轴承、瓦特计、汽车发动机、纺织干燥机、炸弹控制器、蒸汽透平机、低速防磨轴承、耐高温纺织机械的润滑等，也可以用于化纤喷丝防粘处理等。
传统的苯甲基硅油合成技术是通过三甲基氯硅烷与二甲基二氯硅烷、苯甲基二氯硅烷进行共水解，聚合反应(也可采用六甲基二硅醚、甲基环硅氧烷、二苯基环硅氧烷)在催化剂酸或无机碱的存在下进行聚合反应。上述合成方法所得到的苯基甲基硅油由于残存微量的酸碱性，链节中只能同时存在二甲基、苯甲基或二甲基二苯基两种硅氧烷链节单元，因而其闪点(℃)一般只能在280～300℃左右，折射率(25℃)一般为1.460～1.495，粘度(25℃/mm2·s-1)一般为100～200，若粘度大于200，硅油的残存酸碱性增加，闪点下降。负电性和耐高温性能均不够理想，无法满足一些粘度要求高的场合300(25℃/mm2·s-1)以上，闪点大于300℃和对挥发份要求高的场合。本发明的目的就是要克服现有技术的不足，提供一种具有高粘度(＞300/mm2·s-1)，高闪点(≥350℃)，高折射率(≥1.4950/25℃)，硅油中残存的酸碱性低(酸值≤0.01％)，负电效应和耐高温性能好并具有生理惰性，适用于作为高温条件下长期使用或护理用的，以二苯基甲基硅氧烷为链终止剂(封端剂)Si-O-Si分子长链上同时具有二甲基、二甲基二苯基、甲基苯基三种硅氧烷链节单元的新型苯基甲基硅油的合成方法。
为实现上述目的，设计一种新型结构苯基甲基硅油，其特征在于采用下列四种原料进行合成，其配比为以二苯基甲基硅氧烷为链封端剂的低聚合度硅氧烷28～35％甲基环硅氧烷硅油2～14％以羟基封端的低聚合度二甲基二苯基硅氧烷 50～70％四甲基氢氧化铵 上述三种组分总重的 0.01～0.1％本发明以二苯基甲基硅氧烷为链封端剂的低聚合度硅氧烷的聚合度为0～8；甲基环硅氧烷为环体，其结构可以为八甲基环四硅氧烷D4，也可以是甲基混合环体，如D3、D4、D5、D6的混合物，简称DMC，但其中D4的含量不得低于80％；以羟基封端的低聚合度二甲基二苯基硅氧烷的聚合度n＝3～9；四甲基氢氧化铵可以是以水溶液或硅醇盐的形式加入。
本发明的合成工艺，其特征在于包括以下工艺步骤(1)加料按配方分别称取以二苯甲基硅氧烷为封端剂的低聚合度硅氧烷，原料组分I，甲基环硅氧烷，原料组分II，羟基封端的低聚合度二甲基二苯基硅氧烷，原料组分III，四甲基氢氧化铵或四甲基氢氧化铵硅醇盐，原料组分IV，加入带有搅拌、温度计、冷凝管接受器等减压的反应器中；(2)加热、真空脱水开动搅拌，通入经氯化钙和硅胶干燥处理过的氮气或空气，开动真空泵，调节真空度，使其残压控制在40-10mmHg，开动搅拌，在搅拌下开始加热进行脱水反应，在40-60℃/40-10mmHg下脱水20-30分钟；(3)加热并减压在搅拌下升温，并降低真空度；(4)碱催化重排平衡化反应在75-120℃/210-150mmHg条件下继续脱水和碱重排反应1.5～3.0小时，排除真空，恢复常压；(5)升温、常压破坏催化剂开始升温，于170-200℃破坏催化剂，维持0.3～1.0小时(6)真空脱低沸重新开动真空泵，于300-350℃/10-5mmHg下脱低沸0.5～3.0小时，将碱催化剂重排化反应中未反应的低沸物脱除；(7)活性炭脱色过滤于真空条件下降温至40℃，排除真空，用活性炭脱色过滤后得到外观微黄透明的液体苯基甲基硅油。
本发明以二苯基甲基硅氧烷作为链的封端剂，其Si-O-Si分子长链中同时可以存在二甲基、二甲基二苯基、甲基苯基三种硅氧烷链节单元，这种结构的苯基甲基硅油结构式如下 其中，m、n、o可以在一定范围内进行调节，n也可以是0；通过改变和调节四种组分原料的用料即可得到不同粘度，不同折光率和由不同基团二甲基或二苯基或苯甲基组成的苯基甲基硅油，可达到如下的基本性能外观微黄色透明液体粘度25℃ ≥300/mm2s-1一般300-3000/mm2s-1折光率20℃ 1.4800～1.5100凝固点℃ ≤-40℃闪点℃ ≥350℃热损耗250℃/2小时 ≤0.8％300℃/3小时＜1.5％
本发明可耐250～300℃的高温；可用于高温场合如热载体、纺织机械润滑、耐高温硅脂基础油、化纤喷丝防粘剂，也可用于300℃长时间使用的有机密封胶的添加剂、增塑剂，及用于临床烧伤、创伤、烫伤的皮肤修复护理和外科手术病人预防和治疗疤痕增生的护理填充液。
本发明同现有技术相比具有耐高温、低挥发性、高闪点、低酸碱性(中性)、带负电性及生理惰性等特点，成本低，值得推广和应用。
图1为本发明的工艺流程图。
参见附图1，1为取料；2为加热、真空脱水；3为加热并减压；4为碱催化重排(平衡化)；5为升温、常压破坏催化剂；6为真空脱低沸；7活性炭脱色过滤。下面结合附图对本发明做详细实例说明，这种化工产品的制造技术对本专业的人来说还是比较清楚的。
实施例1分别称取以苯基甲基为封端剂的低聚合度硅氧烷(组分I)192g(32％)，甲基环硅氧烷(组分II)81.6g(13.6％)，以羟基封端的低聚合度二甲基二苯基硅氧烷326.4g(54.4％)，四甲基氢氧化铵水溶液0.97g(上述三种组分的重量和的0.1％)。将四种组分的原料加入反应瓶，开始搅拌，开启真空泵，调节真空泵使残存的压力维持在(40-10)mmHg下开始升温，当温度上升到40℃，于45℃/20mmHg条件下脱水20分钟后，降低真空度至残压，在200mmHg左右，开始升温，当温度达到85℃时于85℃/200mmHg条件下继续脱水并开始进行碱催化重排反应，0.5小时后，升温至115℃，于115℃/250mmHg下维持2.0小时，然后排除真空，开始升温破坏催化剂，当温度升高到170℃时开始计时，0.5小时后开始减压升温，并于330℃/10mmHg条件下脱低沸0.5小时后开始降温，降温到40℃，排除真空，加入活性炭过滤，可得到微黄色透明液体，粘度(25℃)330/mm2s-1，折光率(20℃)1.4930，闪点(℃)≥350℃，苯基甲基硅油469g，脱出低沸84g，产率80％左右。
实施例2分别称取以二苯基甲基硅氧烷为封端剂的低聚合度硅氧烷(组分I)105g(35％)，甲基环硅氧烷(组分II)17.7g(5.9％)，以羟基封端的低聚合度二甲基二苯基硅氧烷(组分III)177.3g(59.1％)，四甲基氢氧化铵水溶液0.67g(上述三种组分重量和的0.08％)等四种组分的原料加入，按和实施例1完全相同工艺条件进行合成操作，得到粘度(25℃)720/mm2s-1，折光率(20℃)1.5185，闪点(℃)≥350℃，外观为微黄色透明液体的苯基甲基硅油229g，脱除低沸37g，产率约77％。
实施例3分别称取以二苯基甲基硅氧烷为封端剂的低聚合度硅氧烷(组分工)180g(29.3％)，甲基环硅氧烷(组分II)15g(2.4％)，以羟基封端的低聚合度二甲基二苯基硅氧烷(组分II)420g(68.3％)，四甲基氢氧化铵水溶液0.97g(上述三种组分重量和的0.06％)等四种组分的原料加入，按和实施例1完全相同工艺条件进行合成操作，得到粘度(25℃)1300/mm2s-1，折光率(20℃)1.5270，闪点(℃)≥360℃，凝固点＜-40℃，外观为微黄色透明液体的苯基甲基硅油460g，脱除低沸84g，产率约77％。
权利要求
1.一种新型结构苯基甲基硅油，其特征在于采用下列四种原料进行合成，其配比为以二苯基甲基硅氧烷为链封端剂的低聚合度硅氧烷 28～35％甲基环硅氧烷硅油 2～14％以羟基封端的低聚合度二甲基二苯基硅氧烷 50～70％四甲基氢氧化铵 上述三种组分总重的0.01～0.1％
2.根据权利要求书1所述的一种新型结构苯基甲基硅油，其特征在于以二苯基甲基硅氧烷为链封端剂的低聚合度硅氧烷的聚合度为0～8。
3.根据权利要求书1所述的一种新型结构苯基甲基硅油，其特征在于甲基环硅氧烷为环体，其结构可以为八甲基环四硅氧烷D4，也可以是甲基混合环体，如D3、D4、D5、D6的混合物，简称DMC，但其中D4的含量不得低于80％。
4.根据权利要求书1所述的一种新型结构苯基甲基硅油，其特征在于以羟基封端的低聚合度二甲基二苯基硅氧烷的聚合度n＝3～9。
5.根据权利要求书1所述的一种新型结构苯基甲基硅油，其特征在于四甲基氢氧化铵可以是以水溶液或硅醇盐的形式加入。
6.根据权利要求书1所述的一种新型结构苯基甲基硅油的合成工艺，其特征在于包括以下工艺步骤(1)加料按配方分别称取以二苯甲基硅氧烷为封端剂的低聚合度硅氧烷，原料组分I，甲基环硅氧烷，原料组分II，羟基封端的低聚合度二甲基二苯基硅氧烷，原料组分III，四甲基氢氧化铵或四甲基氢氧化铵硅醇盐，原料组分IV，加入带有搅拌、温度计、冷凝管接受器等减压的反应器中；(2)加热、真空脱水开动搅拌，通入经氯化钙和硅胶干燥处理过的氮气或空气，开动真空泵，调节真空度，使其残压控制在40-10mmHg，开动搅拌，在搅拌下开始加热进行脱水反应，在40-60℃/40-10mmHg下脱水20-30分钟；(3)加热并减压在搅拌下升温，并降低真空度；(4)碱催化重排平衡化反应在75-120℃/210-150mmHg条件下继续脱水和碱重排反应1.5～3.0小时，排除真空，恢复常压；(5)升温、常压破坏催化剂开始升温，于170-200℃破坏催化剂，维持0.3～1.0小时；(6)真空脱低沸重新开动真空泵，于300-350℃/10-5mmHg下脱低沸0.5～3.0小时，将碱催化剂重排化反应中未反应的低沸物脱除；(7)活性炭脱色过滤于真空条件下降温至40℃，排除真空，用活性炭脱色过滤后得到外观微黄透明的液体苯基甲基硅油。
7.根据权利要求书1所述的一种新型结构苯基甲基硅油，其特征在于以二苯基甲基硅氧烷作为链的封端剂，其Si-O-Si分子长链中同时可以存在二甲基、二甲基二苯基、甲基苯基三种硅氧烷链节单元，这种结构的苯基甲基硅油结构式如下 其中，m、n、o可以在一定范围内进行调节，n也可以是0。
8.根据权利要求书1所述的一种新型结构苯基甲基硅油，其特征在于通过改变和调节四种组分原料的用料即可得到不同粘度，不同折光率和由不同基团二甲基或二苯基或苯甲基组成的苯基甲基硅油，可达到如下的基本性能外观微黄色透明液体粘度25℃ ≥300/mm2s-1一般300-3000/mm2s-1折光率20℃ 1.4800～1.5100凝固点℃ ≤-40℃闪点℃ ≥350℃热损耗250℃/2小时 ≤0.8％
300℃/3小时＜1.5％
9.根据权利要求书1所述的一种新型结构苯基甲基硅油，其特征存于其可耐250～300℃的高温。
10.根据权利要求书1所述的一种新型结构苯基甲基硅油，其特征在于可用于高温场合如热载体、纺织机械润滑、耐高温硅脂基础油、化纤喷丝防粘剂，也可用于300℃长时间使用的有机密封胶的添加剂、增塑剂，及用于临床烧伤、创伤、烫伤的皮肤修复护理和外科手术病人预防和治疗疤痕增生的护理填充液。
全文摘要
本发明涉及化工技术领域，具体的说是一种新型结构苯基甲基硅油，其特征在于采用下列四种原料进行合成，其配比为以二苯基甲基硅氧烷为链封端剂的低聚合度硅氧烷28～35％，甲基环硅氧烷硅油2～14％，以羟基封端的低聚合度二甲基二苯基硅氧烷50～70％，四甲基氢氧化铵上述三种组分总重的0.01～0.1％。本发明同现有技术相比，具有耐高温、低挥发性、高闪点、低酸碱性(中性)、带负电性及生理惰性等特点，成本低，值得推广和应用。
文档编号A61L27/00GK1569925SQ20041001806
公开日2005年1月26日 申请日期2004年4月29日 优先权日2004年4月29日
发明者章基凯, 戴希琏, 陈俊钦, 陈与同, 诸国建, 罗洪坚, 朱颖先 申请人:上海高分子材料研究开发中心