一种甲基封端型甲基乙烯基硅橡胶的合成方法与流程

文档序号:11277036阅读:1169来源:国知局
本发明涉及一种甲基乙烯基硅橡胶的合成方法,特别是一种甲基封端型甲基乙烯基硅橡胶的合成方法。
背景技术
:有机硅因其有独特的性能而广泛应用于国民经济所有的领域,如农业部门、电子/电器行业、纺织工业、生物医学、汽车工业以及航空航天工业。而硅橡胶更是有机硅行业中产值最大的领域,2015年,硅橡胶占国内橡胶消费总量的15%,即硅橡胶消费量达到150万吨,而到2020年,预计有望达到33%,即500万吨。换而言之,硅橡胶产业的发展潜力和远期发展都非常诱人,其高速发展也必将对上下游产业产生极为深远的影响。目前,甲基乙烯基硅橡胶已占据硅橡胶市场主体,主要产品为乙烯基封端型甲基乙烯基硅橡胶,相比于乙烯基封端型甲基乙烯基硅橡胶,甲基封端型甲基乙烯基硅橡胶市场需求量不大,但具有其不可替代的作用,被广泛用于下游产品的添加剂,用于特殊力学性能的产品,由于产品质量稳定,硅羟基含量低、分子量分布均匀,其结构化良好,耐储存,且力学性能及加工性能优良。许多客户求购高品质的甲基封端型甲基乙烯基硅橡胶用于实验室研发或中试放大应用,以便开发性能更好的硅橡胶产品,所以开发高品质的甲基封端型甲基乙烯基硅橡胶具有重要的产业意义。技术实现要素:本发明的目的提供一种甲基封端型甲基乙烯基硅橡胶的合成方法,为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种甲基封端型甲基乙烯基硅橡胶的合成方法,包括以下步骤:一种甲基封端型甲基乙烯基硅橡胶的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:将八甲基环四硅氧烷(d4)、四甲基四乙烯基环四硅氧烷(vmc)进行混合真空脱水,对甲基封端剂进行单独干燥,然后一起进入聚合釜,并加入碱胶催化剂聚合,通过调节搅拌电流频率,确保涨粘过程平稳,经保温平衡后,破媒脱低出胶,即得到甲基封端型的甲基乙烯基硅橡胶。所述的甲基封端剂为六甲基二硅氧烷(mm)或5~500cst二甲基硅油。甲基封端剂进行干燥时所用的干燥剂为氢化钙、多孔分子筛、粘土干燥剂中的一种或几种。具体干燥时的处理工艺是:氢化钙处理工艺:将甲基封端剂与氢化钙按重量比10000~100:1在20~80℃条件下搅拌反应0.5~3.0h,化学反应后采用0.2um滤袋过滤;多孔分子筛处理工艺:将甲基封端剂与多孔分子筛(4a分子筛)按重量比1000~100:1在20~60℃条件下静置24~96h,吸附干燥后采用0.2um滤袋过滤;粘土干燥剂处理工艺:将甲基封端剂与粘土干燥剂按重量比500~100:1在20~40℃条件下静置36~120h,吸附干燥后采用0.2um滤袋过滤。可根据需要使用多种干燥剂,采用多种干燥剂时,每种干燥剂分别进行处理。所述八甲基环四硅氧烷与甲基封端剂的重量比为100:0.028~4.05,生产的产品分子量范围为50万~80万,符合目前客户需求。所述混合真空脱水时温度为60~100℃,真空度为0.05~0.10mpa,时间1~3h,氮气水分含量≤10ppm。碱胶催化剂是采用四甲基氢氧化铵与八甲基环四硅氧烷(d4)按质量比1:20混合加热配制的碱胶,其制备过程中采用分段脱水,减少其羟基含量。聚合时四甲基氢氧化铵在总原料中的含量为20~40ppm。所述聚合时,反应温度为100~120℃,保温平衡的时间为2~4h。所述脱低时,温度控制为150-180℃。本发明具有以下有益效果:1.采用单独对甲基封端剂进行干燥处理的,物料的水分控制在40ppm以下,对原辅料真空脱水且氮气水含量进行控制10ppm以内,极大的降低产品羟基含量,减轻产品结构化程度,提高产品应用加工性能。2.采用mm或二甲基硅油作为封端剂,相比vm或者乙烯基硅油封端剂,其聚合涨粘时间延长60%~80%,同时通过调节搅拌电流频率,保持聚合过程高速搅拌,确保聚合涨粘过程平稳和充分,有利于产品分子量分布均匀。3.甲基封端型甲基乙烯基硅橡胶作为特种规格性能混炼胶的重要添加剂,对混炼胶的加工及力学性能影响较大。因此,品质优良及稳定的甲基封端型甲基乙烯基硅橡必须控制好甲基封端剂的质量,否则影响产品的分子量、凝胶指数及分子量分布,其中主要影响因素是封端剂的羟基含量及波动。本文针对封端剂进行物理及化学处理,旨在降低封端剂羟基含量(硅羟基、自由水等形式),保证处理后封端剂的羟基含量低且均一。4.通过本发明开发了甲基封端型甲基乙烯基硅橡胶的生产方法,开拓了硅橡胶产品系列,具有开阔的市场应用前景。具体实施方式下面结合实施例来进一步说明本发明,但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。对比例:将200kgd4、93gvmc在温度100℃、真空度0.05mpa条件下脱水1h,加入水分含量180ppm的mm75g,然后将其输送至聚合釜,设置聚合釜搅拌频率90hz,升温至120℃加入200g碱含量为2.0%碱胶催化剂,在涨粘过程中调节搅拌频率直至聚合完成,经过1.5h保温平衡,对其破媒脱低出胶,即得到甲基封端型的甲基乙烯基硅橡胶,检测得分子量59万、挥发份0.86%、乙烯基0.04%、凝胶指数1.40、mz/mw=1.3398。实施例1:将200kgd4、93gvmc在温度100℃、真空度0.05mpa条件下脱水1h,加入粘土干燥处理水分含量35ppm的mm75g,然后将其输送至聚合釜,设置聚合釜搅拌频率90hz,升温至120℃加入200g碱含量为2.0%碱胶催化剂,在涨粘过程中调节搅拌频率直至聚合完成,经过1.5h保温平衡,对其破媒脱低出胶,即得到甲基封端型的甲基乙烯基硅橡胶,检测得分子量61万、挥发份0.80%、乙烯基0.04%、凝胶指数1.26、mz/mw=1.3298。实施例2:将200kgd4、186gvmc在温度60℃、真空度0.10mpa条件下脱水3h,加入多孔分子筛干燥处理水分含量26ppm的50cst的二甲基硅油1.96kg,然后将其输送至聚合釜,设置聚合釜搅拌频率90hz,升温至100℃加入400g碱含量为2.0%碱胶催化剂,在涨粘过程中调节搅拌频率直至聚合完成,经过3h保温平衡,对其破媒脱低出胶,即得到甲基封端型的甲基乙烯基硅橡胶,检测得分子量50万、挥发份0.83%、乙烯基0.08%、凝胶指数1.24、分子量分布1.3228。实施例3:将200kgd4、371gvmc在温度80℃、真空度0.09mpa条件下脱水2h,加入氢化钙干燥处理水分含量15ppm的100cst的二甲基硅油2.16kg,然后将其输送至聚合釜,设置聚合釜搅拌频率90hz,升温至105℃加入300g碱含量为2.0%碱胶催化剂,在涨粘过程中调节搅拌频率直至聚合完成,经过2h保温平衡,对其破媒脱低出胶,即得到甲基封端型的甲基乙烯基硅橡胶,检测得分子量80万、挥发份0.80%、乙烯基0.04%、凝胶指数1.26、mz/mw=1.3298。实施例4:将200kgd4、534gvmc在温度90℃、真空度0.08mpa条件下脱水1.5h,加入氢化钙、分子筛干燥处理水分含量11ppm的500cst的二甲基硅油8.10kg,然后将其输送至聚合釜,设置聚合釜搅拌频率90hz,升温至110℃加入250g碱含量为2.0%碱胶催化剂,在涨粘过程中调节搅拌频率直至聚合完成,经过3h保温平衡,对其破媒脱低出胶,即得到甲基封端型的甲基乙烯基硅橡胶,检测得分子量62万、挥发份0.82%、乙烯基0.23%、凝胶指数1.18、分子量分布1.2924。结论:以本发明方法合成的甲基封端型甲基乙烯基硅橡胶产品,其产品检测指标正常,且其加工性能指标良好。干燥剂的选择:对100sct二甲基硅油采用不同的干燥剂和不同的工艺进行干燥,处理后的效果见表1,其中处理前的二甲基硅油水分含量为80ppm。表1干燥剂处理后水分含量氢化钙(40℃、500:1)15ppm分子筛(40℃、500:1)24ppm粘土(40℃、500:1)35ppm当前第1页12
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