一种甲氧基封端乙烯基硅油结构化控制剂的合成方法与流程

本发明涉及化工材料合成，更具体地说，本发明涉及一种甲氧基封端乙烯基硅油结构化控制剂的合成方法。

背景技术：

1、高温硫化硅橡胶是指聚硅氧烷变成弹性体的过程是经过高温(110-170℃)硫化成型的。它主要以高分子量的聚甲基乙烯基硅氧烷为生胶，混入补强填料、硫化剂等，在加热加压下硫化成弹性体。硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒性、介电性、耐臭氧和耐大气老化等性能，硅橡胶突出的性能是使用温度宽广，能在-60℃(或更低的温度)至+250℃(或更高的温度)下长期使用。硫化硅橡胶强度不如其它橡胶，所以需要添加各种补强剂来提交强度。硅橡胶的补强主要是各种类型的白炭黑，可使硫化胶的强度增加数十倍。还有可以添加含乙烯基的硅油，提交交联密度来提高橡胶强度。在有机硅橡胶加工工艺中，常用白炭黑来补强热硫化硅橡胶，由于白炭黑表面含有的活性si-oh会与硅橡胶生胶分子中的si-o键或端si-oh作用，生成氢键或发生缩合，使得白炭黑很难均匀分散在硅橡胶胶料中，并且混炼好的胶料在存放过程中会慢慢变硬，可塑性降低，无法返练，加工性能降低，产生“结构化”现象。为了改善硅橡胶粒子和填料粒子之间的亲和性，减少氢键的生成，改善填充剂在胶料中的分散性，改善混炼工艺和储存稳定性，防止和减弱这种延续结构化现象，需在胶料中加入结构控制剂。结构控制剂通过与白炭黑表面的si-oh基团发生作用，从而抑制粒子间氢键的形成。

2、低粘度羟基乙烯基硅油(粘度为20～30cst，羟值4％～10％,乙烯基含量5％～10％)是常用的结构化控制剂之一。低粘度羟基乙烯基硅油的羟基在生胶与白炭黑混炼过程中与白炭黑的si-oh发生反应脱除h2o,以改善橡胶粒子和填料粒子之间的亲和性，减少氢键的生成，改善填充剂在胶料中的分散性，改善混炼工艺和储存稳定性，防止和减弱这种延续结构化现象。低粘度羟基乙烯基硅油的乙烯基在制品硫化工艺过程可以提交分子交联密度，提高硅胶制品的强度。但是在混炼过程中产生的水分子难以完全排出，会以水汽形式残留在橡胶内部，会影响橡胶制品品质，如影响透明性，发粘，电绝缘性能等。

3、甲氧基乙烯基硅油(粘度为5～10cst，甲氧值10％～20％,乙烯基含量5％～10％)在生胶与白炭黑混炼过程中甲氧基与白炭黑的si-oh发生反应脱除甲醇,以改善橡胶粒子和填料粒子之间的亲和性，减少氢键的生成，改善填充剂在胶料中的分散性，改善混炼工艺和储存稳定性，防止和减弱这种延续结构化现象。脱除的甲醇很容易排出到橡胶外部，不影响橡胶透明性，使橡胶干爽，不影响电绝缘性能。同时乙烯基在硅橡胶上起到增加交联密度，提交硅橡胶的强度与硬度，产品不发雾发粘，可用于电子类产品等。

4、现有的技术是使用低粘度羟基乙烯基硅油。与白炭黑反应生成h2o，难以完全排除，影响制品品质。如水汽偏高，产品发雾，影响透明性，制品发粘，后加工困难，影响电绝缘性能。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种甲氧基封端乙烯基硅油结构化控制剂的合成方法，本发明所要解决的技术问题是：如何制得新型硅油从而提高有机硅橡胶品质。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种甲氧基封端乙烯基硅油结构化控制剂的合成方法，包括主料和辅料，其中所使用的主料包括以下重量百分比计的原料：二甲基二甲氧基硅烷20wt％-40wt％、二甲基硅氧烷环体dmc 30wt％-65wt％和四乙烯基环四硅氧烷vmc 15wt％-30wt％，所述辅料包括催化剂和终止剂，其中催化剂设置为碱金属氢氧化物或季胺碱，催化剂量为50-500ppm，所述终止剂设置为有机酸，所述终止剂量与催化剂摩尔比为1:1-1:1.5；

3、具体加工步骤如下：

4、s1：按照比例准备主料和辅料；

5、s2：将步骤s1中准备的二甲基二甲氧基硅烷、二甲基硅氧烷环体dmc、四乙烯基环四硅氧烷vmc及催化剂真空釜中，通过搅拌控制温度进行充分反应，使dmc与vmc完全开环；

6、s3:通过添加终止剂或者加热高温破除催化剂停止反应，得到目的甲氧基封端乙烯基硅油产物。

7、在一个优选的实施方式中，所述碱金属氢氧化物优选为koh，季胺碱优选为四甲基氢氧化铵或四丁基氢氧化铵；所述有机酸优选为磷酸。

8、在一个优选的实施方式中，所述步骤s2中反应温度80℃-135℃，反应时长设置为3-8h，期间搅拌转速设置为60-120r/min。

9、在一个优选的实施方式中，所述步骤s3中破除催化剂温度设置为135℃-150℃，添加终止剂后终止反应时长设置为10-15min，且反应期间不终止搅拌。

10、在一个优选的实施方式中，其中所使用的主料包括以下重量百分比计的原料：二甲基二甲氧基硅烷20wt％、二甲基硅氧烷环体dmc 65wt％和四乙烯基环四硅氧烷vmc15wt％％，所述辅料包括催化剂和终止剂，其中催化剂设置为koh，催化剂量为250ppm，所述终止剂设置为磷酸，所述终止剂量与催化剂摩尔比为1:1。

11、在一个优选的实施方式中，其中所使用的主料包括以下重量百分比计的原料：二甲基二甲氧基硅烷30wt％、二甲基硅氧烷环体dmc 47.5wt％和四乙烯基环四硅氧烷vmc22.5wt％，所述辅料包括催化剂和终止剂，其中催化剂设置为四甲基氢氧化铵，催化剂量为300ppm，所述终止剂设置为磷酸，所述终止剂量与催化剂摩尔比为1:1.5。

12、在一个优选的实施方式中，其中所使用的主料包括以下重量百分比计的原料：二甲基二甲氧基硅烷40wt％、二甲基硅氧烷环体dmc 30wt％和四乙烯基环四硅氧烷vmc30wt％，所述辅料包括催化剂和终止剂，其中催化剂设置为四丁基氢氧化铵，催化剂量为150ppm，所述终止剂设置为磷酸，所述终止剂量与催化剂摩尔比为1:1.5。

13、本发明的技术效果和优点：

14、本发明使用二甲基二甲氧基硅烷与dmc、vmc在催化剂作用下反应完全开环，然后通过添加终止剂或者高温破除催化剂停止反应，制得低分子甲氧基乙烯基硅油取代低粘度羟基乙烯基硅油，采用该硅油进行有机硅橡胶的炼制可提高有机硅橡胶品质，与白炭黑si-oh反应生成甲醇，后加工更容易，提高制品品质，工艺简单环保，几乎无三废产品，能耗低。

技术特征：

1.一种甲氧基封端乙烯基硅油结构化控制剂的合成方法，包括主料和辅料，其特征在于：其中所使用的主料包括以下重量百分比计的原料：二甲基二甲氧基硅烷20wt％-40wt％、二甲基硅氧烷环体dmc 30wt％-65wt％和四乙烯基环四硅氧烷vmc 15wt％-30wt％，所述辅料包括催化剂和终止剂，其中催化剂设置为碱金属氢氧化物或季胺碱，催化剂量为50-500ppm，所述终止剂设置为有机酸，所述终止剂量与催化剂摩尔比为1:1-1:1.5；

2.根据权利要求1所述的一种甲氧基封端乙烯基硅油结构化控制剂的合成方法，其特征在于：所述碱金属氢氧化物优选为koh，季胺碱优选为四甲基氢氧化铵或四丁基氢氧化铵；所述有机酸优选为磷酸。

3.根据权利要求1所述的一种甲氧基封端乙烯基硅油结构化控制剂的合成方法，其特征在于：所述步骤s2中反应温度80℃-135℃，反应时长设置为3-8h，期间搅拌转速设置为60-120r/min。

4.根据权利要求1所述的一种甲氧基封端乙烯基硅油结构化控制剂的合成方法，其特征在于：所述步骤s3中破除催化剂温度设置为135℃-150℃，添加终止剂后终止反应时长设置为10-15min，且反应期间不终止搅拌。

5.根据权利要求1所述的一种甲氧基封端乙烯基硅油结构化控制剂的合成方法，其特征在于：其中所使用的主料包括以下重量百分比计的原料：二甲基二甲氧基硅烷20wt％、二甲基硅氧烷环体dmc 65wt％和四乙烯基环四硅氧烷vmc 15wt％％，所述辅料包括催化剂和终止剂，其中催化剂设置为koh，催化剂量为250ppm，所述终止剂设置为磷酸，所述终止剂量与催化剂摩尔比为1:1。

6.根据权利要求1所述的一种甲氧基封端乙烯基硅油结构化控制剂的合成方法，其特征在于：其中所使用的主料包括以下重量百分比计的原料：二甲基二甲氧基硅烷30wt％、二甲基硅氧烷环体dmc 47.5wt％和四乙烯基环四硅氧烷vmc 22.5wt％，所述辅料包括催化剂和终止剂，其中催化剂设置为四甲基氢氧化铵，催化剂量为300ppm，所述终止剂设置为磷酸，所述终止剂量与催化剂摩尔比为1:1.5。

7.根据权利要求1所述的一种甲氧基封端乙烯基硅油结构化控制剂的合成方法，其特征在于：其中所使用的主料包括以下重量百分比计的原料：二甲基二甲氧基硅烷40wt％、二甲基硅氧烷环体dmc 30wt％和四乙烯基环四硅氧烷vmc 30wt％，所述辅料包括催化剂和终止剂，其中催化剂设置为四丁基氢氧化铵，催化剂量为150ppm，所述终止剂设置为磷酸，所述终止剂量与催化剂摩尔比为1:1.5。

技术总结
本发明公开了一种甲氧基封端乙烯基硅油结构化控制剂的合成方法，具体涉及化工材料合成领域，包括主料和辅料，其中所使用的主料包括以下重量百分比计的原料：二甲基二甲氧基硅烷20wt％‑40wt％、二甲基硅氧烷环体DMC30wt％‑65wt％和四乙烯基环四硅氧烷VMC15wt％‑30wt％，所述辅料包括催化剂和终止剂。本发明使用二甲基二甲氧基硅烷与DMC、VMC在催化剂作用下反应完全开环，然后通过添加终止剂或者高温破除催化剂停止反应，制得低分子甲氧基乙烯基硅油取代低粘度羟基乙烯基硅油，采用该硅油进行有机硅橡胶的炼制可提高有机硅橡胶品质，与白炭黑Si‑OH反应生成甲醇，后加工更容易，提高制品品质，工艺简单环保，几乎无三废产品，能耗低。

技术研发人员：臧飞,黄伟,李勇
受保护的技术使用者：云南众合硅基新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13