专利名称：有机硅磷酸酯的制备方法
技术领域：
本发明涉及有机化学的一般方法，特别是指一种有机硅磷酸酯的制备方法。
背景技术：
现有实际生产中尚没有有机硅磷酸酯的合成技术，一般是采用甲基环硅氧烷与磷酸混合做成酸胶使用，主要应用于合成室温硫化的羟基封端聚硅氧烷。目前高温硫化甲基乙烯基硅橡胶的合成采用传统的四甲基氢氧化铵的碱胶做催化剂，也仅仅是暂时性催化剂，该催化剂在高温下分解成三甲胺和甲醇，而且四甲基氢氧化铵的碱胶中有少量的羟基，合成的高温硫化甲基乙烯基硅橡胶的缺点是易结构化和二次硫化黄变。在当前研究开发用氢氧化钾的硅醇钾催化开环聚合高温硫化甲基乙烯基硅橡胶生胶时，涉及硅醇钾的中和，考虑甲基环硅氧烷与磷酸混合做成酸胶中带有水分，易形成端羟基会造成高温硫化甲基乙烯基硅橡胶发生结构化，因此迫切需要开发一种不影响硅橡胶的透明性能，并与硅橡胶有很好相融性的有机硅磷酸酯。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就在于针对开发用氢氧化钾的硅醇钾催化开环聚合高温硫化甲基乙烯基硅橡胶生胶时无法提供合成的有机硅磷酸酯的状况，提供一种采用有机硅氧烷与五氧化二磷(P2O5)混合，并在一定的温度和氮气的保护下进行反应，主要用做氢氧化钾催化合成甲基乙烯基硅橡胶中和剂的有机硅磷酸酯的制备方法。本发明的有机硅磷酸酯的制备方法以有机硅氧烷和五氧化二磷为原料，其中有机硅氧烷选用低黏度的聚二甲基硅氧烷，原料配比有机硅氧烷70～97.8质量份、五氧化二磷2.2～30质量份；控制条件搅拌速度大于70转/分钟、控制温度100～170℃、氮气流量2～3毫升/分钟。反应至五氧化二磷全部溶解、物料变透明结束，反应时间2～6小时。有机硅氧烷也可以选用六甲基二硅氧烷。反应原理如下 其中n＝0～50. m＝0～50本发明制备有机硅磷酸酯方法的原材料指标如下(1)聚二甲基硅氧烷 外观透明液体，黏度(厘泊)5.0～50，密度(g/ml)0.830-0.920，纯度(％)99.5；(2)六甲基二硅氧烷 外观透明液体，黏度(厘泊)0.412，沸点(℃)100～101，密度(g/ml)0.7619，纯度(％)大于95；
(3)五氧化二磷外观 白色粉末，纯度(％)大于98，铁含量(％)小于0.01，水不溶物(％)小于0.02；(4)氮气露点(℃)-75，纯度(％)99.9。
本发明方法制备的有机硅磷酸酯达到如下技术要求外观无色透明液体，黏度(厘泊)5～100，磷含量(％)1～13。
当制备有机硅磷酸酯时，先将原材料有机硅氧烷和五氧化二磷按配比计量加入反应装置，开动搅拌，搅拌速度控制为70转/分钟以上，同时通入氮气，逐步加热升温至100～170℃；反应至五氧化二磷全部溶解、物料变透明结束，反应时间2～6小时。制备的有机硅磷酸酯主要用做氢氧化钾催化合成甲基乙烯基硅橡胶的中和酸胶。
将本发明的有机硅磷酸酯作中和剂合成的硅橡胶与进口罗地亚硅橡胶(型号751)和传统的催化剂合成的硅橡胶(型号110-2)做同等条件的对比试验，结果如下表
三种硅橡胶结构化及硫化外观对比
本发明的优点就在于由于有机硅氧烷选用低黏度的聚二甲基硅氧烷和六甲基二硅氧烷，通过与五氧化二磷反应制备的有机硅磷酸酯作为中和剂应用于氢氧化钾催化合成甲基乙烯基硅橡胶生产，解决了目前国内采用四甲基氢氧化铵催化合成高温硫化甲基乙烯基硅橡胶，因催化剂带有微量水分及残留三甲胺，造成硅橡胶易结构化储存时间变短及二次硫化易黄变的缺陷。因此本发明的有机硅磷酸酯的制备方法具有很好的推广前景。
具体实施例方式
以下是本发明的一个实施例，本发明的实际使用并不局限于实施例。
实施例1 制备有机硅磷酸酯的方法原料(1)六甲基二硅氧烷 吉林新亚强生物化工有限公司生产外观 透明液体，黏度(厘泊)0.412，纯度(％)大于95；(2)五氧化二磷 常州市武进华洋化工有限公司生产外观 白色粉末，纯度(％)大于98％。
原料配比六甲基二硅氧烷70质量份，五氧化二磷30质量份。
控制条件搅拌速度70转/分钟以上，控制温度100～125℃，氮气流量2～3毫升/分钟。
在2000毫升三口烧瓶中加入525g六甲基硅氧烷(MM)和225g P2O5，开动搅拌，通入氮气，用电加热升温100～125℃回流反应直至P2O5全部溶解，物料变透明结束，时间3～4小时。
制备的有机硅磷酸酯达到如下技术要求外观无色透明液体，黏度(厘泊)5.2P含量在12.95％。
产品重736.5g，收率约98.2％。
实施例2 制备有机硅磷酸酯的方法原料(1)聚二甲基硅氧烷(商品代号201甲基硅油)江苏宏达化工新材料股份有限公司生产外观 透明液体，黏度(厘泊)5.0，纯度(％)99.5；
(2)五氧化二磷 常州市武进华洋化工有限公司生产外观 白色粉末，纯度(％)大于98％。
原料配比聚二甲基硅氧烷70质量份，五氧化二磷30质量份。
控制条件搅拌速度70转/分钟以上，控制温度155～170℃，氮气流量2～3毫升/分钟。
在2000毫升三口烧瓶中加入5255g低黏度的聚二甲基硅氧烷和225gP2O5，开动搅拌，通入氮气，用电加热升温155～170℃反应直至P2O5全部溶解，物料变透明结束，时间4～5小时。
制备的有机硅磷酸酯达到如下技术要求外观无色透明液体，黏度(厘泊) 100P含量在12.85％；产品重738.7g，收率约98.5％。
实施例3 制备有机硅磷酸酯的方法原料(1)聚二甲基硅氧烷(商品代号201甲基硅油)江苏宏达化工新材料股份有限公司生产外观 透明液体，黏度(厘泊)50，纯度(％)99.5；(2)五氧化二磷 常州市武进华洋化工有限公司生产外观 白色粉末，纯度(％)大于98％。
原料配比聚二甲基硅氧烷97.8质量份，五氧化二磷2.2质量份。
控制条件搅拌速度70转/分钟以上，控制温度130～155℃，氮气流量2～3毫升/分钟。
在1500毫升三口烧瓶中加入733.5g低黏度聚二甲基硅氧烷和16.5gP2O5，开动搅拌，通入氮气，用电加热升温130～155℃反应直至P2O5全部溶解，物料变透明结束，时间4～5小时。
制备的有机硅磷酸酯达到如下技术要求外观 无色透明液体，黏度(厘泊)60P含量在1.02％，产品重734.6g，收率约98％。
权利要求
1.一种有机硅磷酸酯的制备方法，其特征在于以有机硅氧烷和五氧化二磷为原料，其中有机硅氧烷选用低黏度的聚二甲基硅氧烷，原料配比有机硅氧烷70～97.8质量份、五氧化二磷2.2～30质量份；控制条件搅拌速度大于70转/分钟、控制温度100～170℃、氮气流量2～3毫升/分钟。
2.根据权利要求1所述的有机硅磷酸酯的制备方法，其特征在于反应至五氧化二磷全部溶解、物料变透明结束，反应时间2～6小时。
3.根据权利要求1或2所述的有机硅磷酸酯的制备方法，其特征在于原料聚二甲基硅氧烷黏度5.0～50厘泊，密度0.830-0.920g/ml，纯度99.5％；五氧化二磷纯度大于98％，铁含量小于0.01％，水不溶物小于0.02％。
4.根据权利要求1所述的有机硅磷酸酯的制备方法，其特征在于制备的有机硅磷酸酯为无色透明液体，黏度5～100厘泊，磷含量1～13％。
5.根据权利要求1所述的有机硅磷酸酯的制备方法，其特征在于原料配比聚二甲基硅氧烷70质量份，五氧化二磷30质量份；控制条件搅拌速度70转/分钟，控制温度155～170℃。
6.根据权利要求1所述的有机硅磷酸酯的制备方法，其特征在于原料配比聚二甲基硅氧烷97.8质量份，五氧化二磷2.2质量份；控制条件搅拌速度70转/分钟，控制温度130～155℃。
7.根据权利要求1所述的有机硅磷酸酯的制备方法，其特征在于原料有机硅氧烷选用六甲基二硅氧烷。
8.根据权利要求7所述的有机硅磷酸酯的制备方法，其特征在于原料六甲基二硅氧烷为透明液体，黏度0.412厘泊，沸点100～101℃，密度0.7619g/ml，纯度大于95％；五氧化二磷纯度大于98％，铁含量小于0.01％，水不溶物小于0.02％。
9.根据权利要求7所述的有机硅磷酸酯的制备方法，其特征在于原料配比六甲基二硅氧烷70质量份，五氧化二磷30质量份；控制条件搅拌速度70转/分钟，控制温度100～125℃。
10.根据权利要求7所述的有机硅磷酸酯的制备方法，其特征在于制备的有机硅磷酸酯黏度5.2厘泊，磷含量12.95％，产品收率98.2％。
全文摘要
本发明提供了一种有机硅磷酸酯的制备方法，以有机硅氧烷和五氧化二磷为原料，其中有机硅氧烷选用低黏度的聚二甲基硅氧烷，原料配比有机硅氧烷70～97.8质量份、五氧化二磷2.2～30质量份；控制条件搅拌速度大于70转/分钟、控制温度100～170℃、氮气流量2～3毫升/分钟。本发明的有机硅磷酸酯作为中和剂应用于氢氧化钾催化合成甲基乙烯基硅橡胶生产，解决了目前国内采用四甲基氢氧化铵催化合成高温硫化甲基乙烯基硅橡胶，因催化剂带有微量水分及残留三甲胺，造成硅橡胶易结构化储存时间变短及二次硫化易黄变的缺陷。
文档编号C08G77/00GK1807437SQ200610038230
公开日2006年7月26日 申请日期2006年2月9日 优先权日2006年2月9日
发明者朱德洪, 祝纪才 申请人:江苏宏达化工新材料股份有限公司