一种甲基含氢硅油的制备方法与流程

本发明涉及化工领域，尤其涉及一种甲基含氢硅油的制备方法。

背景技术：

1、甲基含氢硅油是硅油中重要的产品之一，现已成为在国内外十分畅销的有机硅产品。含氢硅油产品中的硅氧烷主链含有高活性基团氢，能与许多活性基团反应，其显著特点是防水效果好。例如它在金属盐类催化剂作用下，低温可交联成膜，在各种物质表面形成防水膜。因此它可作为皮革、织物、陶瓷、玻璃、纸张、金属、水泥、大理石等材料的防水处理剂。

2、目前甲基含氢硅油的制备方法主要包括共水解法、先醇解后水解缩合法及催化平衡法。共水解法是向装有溶剂和水的反应釜中滴加甲基二氯硅烷和三甲基氯硅烷的混合溶液，待水解完毕，分出酸水，再加入催化剂浓硫酸调聚。反应结束后，分层，上层水洗至中性，脱除低沸物、过滤、脱色得成品。该法制备出的产品质量较差，用浓硫酸作催化剂调聚，会破坏si-h键，放出h2；生产过程中会产生盐酸、硫酸的混合酸水，无法回收利用，副产物需要多次水洗，处理繁琐，也会导致产品收率低。先醇解后水解缩合法是通过甲基二氯硅烷与醇发生醇解反应制得，由于硅烷单体在乙醇溶液中的反应与水溶液相比较为缓慢，反应温和且不易迅速凝胶，因此收率较高。但由于此法使用大量乙醇，生产成本相对较高，且反应步骤较为繁琐，使得此法的大量生产受到限制。

3、催化平衡法的原理在于先使有机氯硅烷单体水解，再加入封端剂和催化剂进行反应，然后对产物进行水洗，得到目标产物。该方法中没有溶剂来影响产物质量，但催化剂的使用可能就会产生一些工艺问题，比如难回收、不节能等。

4、现有专利cn102408566a提供了一种无溶剂法制备甲基含氢硅油的方法，该法将甲基氢二氯硅烷和六甲基二硅氧烷混合均匀后，缓慢加入一定量的水使其水解，然后使用饱和盐水进行水洗，最后脱低。加入的六甲基二硅氧烷作为封端剂，可抑制si-h的反应，但继续脱低会使硅油掉氢、反酸，制约了其高层次的用途。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺流程科学合理、能耗低、无污染、产品品质好的一种甲基含氢硅油的制备方法。

2、因此，本发明提供以下技术方案：

3、一种甲基含氢硅油的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

4、s1：按比例将甲基氢二氯硅烷和氯甲基五甲基二硅氧烷加入反应釜中，通入氮气并混匀；

5、s2：在搅拌的同时，将按配比计算的水加入反应体系，保持反应体系温度在5-15℃之间；

6、s3：反应停止，静置分层，向上层组分中加入无水碳酸盐或无水碳酸氢盐进行干燥并中和酸；

7、s4：将步骤s3中干燥除酸后的组分静置分层，取上层组分在固体酸催化剂的作用下，进行催化聚合；

8、s5：待催化缩聚反应结束后，将过滤所得清液在真空下升温脱低，即得无溶剂甲基含氢硅油。

9、在本发明的一些实施例中，所述步骤s1中甲基氢二氯硅烷和氯甲基五甲基二硅氧烷的投加质量比为50-75:1。

10、在本发明的一些实施例中，所述步骤s2中加入的水与甲基氢二氯硅烷和氯甲基五甲基二硅氧烷混合物的质量比为1:7-8。

11、在本发明的一些实施例中，所述步骤s2中水的投加速度为2-5l/min，所需水量投加结束后，持续水解反应时间控制在1-2h。

12、在本发明的一些实施例中，所述步骤s3中的无水碳酸盐或无水碳酸氢盐为钠、钾、钙对应的碳酸盐和碳酸氢盐中的一种。

13、在本发明的一些实施例中，所述步骤s4中的固体酸催化剂为强酸型离子交换树脂，具体可以为但不限于：科海思t-63mp、t-62mp dry、t-66mp等。

14、在本发明的一些实施例中，所述步骤s4中的催化聚合的条件为：加入固体酸催化剂后升温至30-50℃，反应4-7小时。

15、在本发明的一些实施例中，所述步骤s5中的脱低条件为：温度为120-130℃、真空度为-0.08~ -0.05mpa，时间为2-2.5h。

16、有益效果

17、与现有技术相比，本发明的优点在于：

18、1、单体水解时不使用溶剂，通过控制甲基氢二氯硅烷和氯甲基五甲基二硅氧烷的投加比例，调节聚合物的分子量；产品生产过程中安全无污染，由于无溶剂，产品脱除低分子时温度120～130℃即可达到指标，且硅油不泛酸，稳定性好，产品质量好。同时又可以省去溶剂成本，降低动力消耗；

19、2、采用逆水解工艺，精确控制水的加入量，另外加料过程改单体为水，管道不会发生堵漏现象，又便于操作控制；

20、3、平衡调聚中的固体酸催化剂改浓硫酸为强酸型阳离子交换树脂，该类固体酸催化剂具有大孔结构，使得物料在搅拌下与其接触面积更新很快，催化效率高，可以获得较高分子量产物，副反应少，且便于与液体产品分离，还可以重复利用；

21、4、添加的氯甲基五甲基二硅氧烷还可在脱低工序中，保护h基团不被破坏，硅油结构从而被保留，产品质量高，含氢量高达1.60--1.64%。

22、本发明所提供的甲基含氢硅油的制备方法生产的产品指标如下：外观：无色无味透明；粘度：15-20mm2/s；含氢量：1.60-1.64%；挥发份：小于1.5%（150℃，24h）；折射率：1.403-1.417。

技术特征：

1.一种甲基含氢硅油的制备方法，其特征在于，包含如下步骤：

2.根据权利要求1所述的甲基含氢硅油制备方法，其特征在于，所述步骤s1中甲基氢二氯硅烷和氯甲基五甲基二硅氧烷的投加质量比为50-75:1。

3.根据权利要求1所述的甲基含氢硅油制备方法，其特征在于，所述步骤s2中加入的水与甲基氢二氯硅烷和氯甲基五甲基二硅氧烷混合物的质量比为1:7-8。

4.根据权利要求1或3所述的甲基含氢硅油制备方法，其特征在于，所述步骤s2中水的投加速度为2-5l/min。

5.根据权利要求1所述的甲基含氢硅油制备方法，其特征在于，所述步骤s2中的水投加结束后，持续水解反应时间控制在1-2h。

6.根据权利要求1所述的甲基含氢硅油制备方法，其特征在于，所述步骤s3中的无水碳酸盐或无水碳酸氢盐为钠、钾、钙对应的碳酸盐和碳酸氢盐中的一种。

7.根据权利要求1所述的甲基含氢硅油制备方法，其特征在于，所述步骤s4中的固体酸催化剂为强酸型离子交换树脂。

8.根据权利要求1或7所述的甲基含氢硅油制备方法，其特征在于，所述步骤s4中的催化聚合的条件为：加入固体酸催化剂后升温至30-50℃，反应4-7小时。

9.根据权利要求1所述的甲基含氢硅油制备方法，其特征在于，所述步骤s5中的脱低条件为：温度为120-130℃、真空度为-0.08~-0.05mpa，时间为2-2.5h。

技术总结
一种甲基含氢硅油的制备方法，以甲基氢二氯硅烷为原料，与氯甲基五甲基二硅氧烷一起加入反应釜中，通入氮气并混匀；将水以一定速度加入反应釜中，保持反应体系温度在5‑15℃之间；反应停止后，静置分层，向上层组分添加无水碳酸盐或碳酸氢盐进行干燥并中和酸。在进行调聚时，以氯甲基五甲基二硅氧烷为封端剂，采用固体酸催化剂，避免对反应装置的腐蚀和后续废酸水的产生。在对粗品进行升温真空脱低时，加入的氯甲基五甲基二硅氧烷可保护‑Si‑H键不被破坏，所得产物的含氢量也会更高。

技术研发人员：吴凯,尚爱民,吴佳,肖赣明
受保护的技术使用者：宜昌泽美新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14