一种丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法与应用与流程

本发明涉及化工，具体涉及一种丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法与应用。

背景技术：

1、含氢硅油是一种重要的有机硅产品，在金属触媒作用下，可在适当温度下交联，在各种基材表面形成防水膜，被广泛用作防水剂、防粘剂和防蚀剂，其防潮、憎水等性能优良，在含氢硅油中引入其他有机基团得到的材料，可获得一些新的优良性能，在生产生活中有着广泛的应用。如引入环氧基团，可得到有机硅柔软剂，用于织物整理领域；引入氨基得到的氨基改性硅油可提高织物的舒适度；引入乙烯基，可制备耐化学腐蚀涂层；利用复杂共钜基团取代，可得到电致发光聚合物；用丙烯酸酯改性含氢硅油，能使得到的改性硅油结合有机硅与丙烯酸酯的优点，能交联、不迁移，能显著提高流动、流平、基材润湿、脱气、平滑、不粘以及抗刮伤等性能，可用作添加剂，提高涂料等物质的性能。

2、专利cn115260500a公开了一种丙烯酸酯封端硅油及其制备方法，对丙烯酸酯类化合物的两端进行反应，避免了丙烯酸基团的位阻作用带来的影响，但该方法制备的丙烯酸酯封端硅油有较多杂质、纯度不高，限制了丙烯酸酯改性硅油的应用，同时，该制备方法的转化率还有待进一步提升。

3、因此，为了满足实际应用的需求，有必要提供一种工艺简单、转化率高，制备所得的丙烯酸酯改性含氢硅油纯度高、应用范围广的丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种工艺简单、转化率高，制备所得的丙烯酸酯改性含氢硅油纯度高、应用范围广的丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法。

2、为达此目的，本发明的技术方案如下：

3、本发明提供了一种丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法，具体包括以下步骤：

4、(1)将高级醇、α-甲基丙烯酸、催化剂和阻聚剂加入容器中，搅拌，加热进行反应；

5、(2)将步骤(1)得到反应产物加入有机溶剂中，搅拌均匀，用中和剂调整ph至中性，收集有机相，并对有机相洗涤，旋蒸去除有机溶剂；

6、(3)将步骤(2)所得产物与含氢硅油混合，加入有机溶剂和甲基氢醌，升温至50-60℃，加入催化剂，然后继续升温进行反应，待反应结束后，减压蒸馏，即得丙烯酸酯改性含氢硅油。

7、在本发明的一些实施方案中，步骤(1)中所述的高级醇选自十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇中的任意一种。

8、在本发明的一些实施方案中，步骤(1)中所述的高级醇和α-甲基丙烯酸的质量比为1：1-2(例如可以是1:1、1:1.5、1:2或其中任意比值)。

9、在本发明的一些实施方案中，步骤(1)中所述的催化剂选自磷酸、硝酸、对甲苯磺酸中的一种或多种组合。

10、在本发明的一些实施方案中，步骤(1)中所述的催化剂质量为高级醇和α-甲基丙烯酸总质量的1-5％(例如可以是1％、2％、3％、4％、5％或其中任意值)。

11、在本发明的一些实施方案中，步骤(1)中所述的阻聚剂为4-甲氧基苯酚或对羟基苯甲醚。

12、在本发明的一些实施方案中，步骤(1)中所述阻聚剂的质量为α-甲基丙烯酸的3-5％(例如可以是3％、4％、5％或其中任意值)。

13、在本发明的一些实施方案中，步骤(1)中所述的加热温度为90-110℃(例如可以是90℃、91℃、92℃、93℃、94℃、95℃、96℃、97℃、98℃、99℃、100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃或其中任意温度值)。

14、在本发明的一些实施方案中，步骤(1)中所述的反应时间为4-6h(例如可以是4h、4.5h、5h、5.5h、6h或其中任意值)。

15、在本发明的一些实施方案中，步骤(2)中所述的中和剂选自碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或多种组合。

16、在本发明的一些实施方案中，步骤(2)中所述的有机溶剂为二氯甲烷或甲苯。

17、在本发明的一些实施方案中，步骤(3)中所述的含氢硅油质量为高级醇和α-甲基丙烯酸总质量的1-1.5倍(例如可以是1倍、1.1倍、1.2倍、1.3倍、1.4倍、1.5倍或其中任意倍数值)。

18、在本发明的一些实施方案中，步骤(3)中所述的有机溶剂选自甲苯或二甲苯。

19、在本发明的一些实施方案中，步骤(3)中所述的有机溶剂质量为含氢硅油的20-30％(例如可以是20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％或其中任意值)。

20、在本发明的一些实施方案中，步骤(3)中所述的甲基氢醌质量为含氢硅油的1-3％(例如可以是1％、2％、3％或其中任意值)。

21、在本发明的一些实施方案中，步骤(3)中所述的催化剂为氯铂酸或卡斯特铂金催化剂。

22、在本发明的一些实施方案中，步骤(3)中所述的催化剂质量为含氢硅油的3-5％(例如可以是3％、4％、5％或其中任意值)。

23、在本发明的一些实施方案中，步骤(3)中所述的升温温度为70-80℃(例如可以是70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃、76℃、77℃、78℃、79℃、80℃或其中任意温度值)。

24、在本发明的一些实施方案中，步骤(3)中所述的反应时间为5-10h(例如可以是5h、6h、7h、8h、9h、10h或其中任意值)。

25、本发明还提供一种磷石膏，所述磷石膏含有1-3wt％(例如可以是1％、2％、3％或其中任意值)使用丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法制备得到的丙烯酸酯改性含氢硅油。

26、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

27、(1)本发明提供的丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法，利用高级醇与α-甲基丙烯酸的反应产物对低含氢硅油进行改性，在催化剂和甲基氢醌的作用下，反应过程中交联现象和自聚现象得到改善，提高了丙烯酸酯改性含氢硅油的合成质量，产物纯度高；采用先升高至一定温度后加入催化剂，再继续升温进行反应的方式，通过设定特定的温度和反应时间，有效减弱了副反应，促进合成反应，提高合成反应的转化率。

28、(2)本发明提供的丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法，制备成本低，制备工艺简单，产率高，制得的产物性能优良，可应用于大规模生产。

29、(3)本发明提供的丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法所制备的丙烯酸酯改性含氢硅油可应用于磷石膏的生产制备，其自身的—si—o—si—链与—oh可紧密结合，形成一层表面张力很低的疏水薄膜，使水分无法渗入到孔隙中，从而达到良好的防水效果。

技术特征：

1.一种丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的高级醇选自十一烷醇、十二烷醇、十三烷醇、十四烷醇、十五烷醇、十六烷醇、十七烷醇中的任意一种；所述的高级醇和α-甲基丙烯酸的质量比为1：1-2。

3.根据权利要求1所述的丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的催化剂选自磷酸、硝酸、对甲苯磺酸中的一种或多种组合；所述的催化剂质量为高级醇和α-甲基丙烯酸总质量的1-5%。

4.根据权利要求1所述的丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的阻聚剂为4-甲氧基苯酚或对羟基苯甲醚；所述阻聚剂的质量为α-甲基丙烯酸的3-5%。

5.根据权利要求1所述的丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述的加热温度为90-110℃；所述的反应时间为4-6h。

6.根据权利要求1所述的丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述的中和剂选自碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种或多种组合；所述有机溶剂为二氯甲烷或甲苯。

7.根据权利要求1所述的丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的含氢硅油质量为高级醇和α-甲基丙烯酸总质量的1-1.5倍。

8.根据权利要求1所述的丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的有机溶剂选自甲苯或二甲苯；所述的有机溶剂质量为含氢硅油的20-30%；所述的甲基氢醌质量为含氢硅油的1-3%。

9.根据权利要求1所述的丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法，其特征在于，步骤（3）中所述的催化剂为氯铂酸或卡斯特铂金催化剂；所述的催化剂质量为含氢硅油的3-5%；所述的升温温度为70-80℃；所述的反应时间为5-10h。

10.一种磷石膏，其特征在于，含有1-3wt%如权利要求1-9任意一项所述制备方法制备得到的丙烯酸酯改性含氢硅油。

技术总结
本发明提供了一种丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法，具体包括以下步骤：1）将高级醇、α‑甲基丙烯酸、催化剂和阻聚剂加入容器中，搅拌，加热进行反应；2）将步骤1）得到反应产物加入有机溶剂中，搅拌均匀，用中和剂调整pH至中性，收集有机相，并对有机相洗涤，旋蒸去除有机溶剂；3）将步骤2）所得产物与含氢硅油混合，加入有机溶剂和甲基氢醌，升温至50‑60℃，加入催化剂，然后继续升温进行反应，待反应结束后，减压蒸馏，即得丙烯酸酯改性含氢硅油。本发明提供的丙烯酸酯改性含氢硅油制备方法制备成本低，制备工艺简单，产率高，制得的产物性能优良，可应用于大规模生产。

技术研发人员：吴凯,肖赣明,吴佳,尚爱民
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：2024/1/15