專利名稱：一種低分子量羥基封端氟硅油的合成方法
技術領域：
本發明涉及低分子量羥基封端氟硅油的制備，尤其是以雜多酸為催化劑，將1，3， 5-三(三氟丙基)-1，3，5_三甲基環三硅氧烷(D/)溶于極性溶劑中以蒸餾水為封端劑回流 反應，進行低分子量羥基封端氟硅油的合成方法。
背景技術：
低分子量羥基封端氟硅油是一種主鏈為含硅氧結構、側鏈為含氧結構，兩端為羥 基的特種合成材料。這種材料的特殊化學結構不僅具有一般氟硅聚合物的耐高低溫、耐燃 油的特性，而且由于大量硅羥基的存在又有很大的化學活潑性，從而用途更為廣泛。如作為 氟硅橡膠的中間體及分子量調節劑，與有機單體接枝生成具有特殊性能的共聚物，以及作 為織物憎水、憎油的整理劑，有機溶劑的消泡劑，化妝品中的添加劑，特別是可以用來作熱 硫化氟硅橡膠的結構化控制劑。制備高溫硫化氟硅橡膠時，需要加入大量的補強填料-白炭黑。但是白炭黑表面 含有活性Si-OH基，其活性Si-OH基會與硅橡膠生膠分子的Si-OH基或端Si-OH基作用生 成氫鍵，產生物理吸附和化學結合，則使得白炭黑很難均勻分散在硅橡膠膠料中，并且混煉 的膠料在存放過程中會慢慢變硬，可塑性降低，逐漸失去反煉和加工工藝性能。結構化控制 劑的作用就是與白炭黑表面的Si-OH基作用，使其失活，改善白炭黑粒子與硅橡膠生膠分 子之間的親和性。控制白炭黑對硅橡膠生膠分子的物理吸附和化學結合，抑制氫鍵的生成， 從而達到預防結構化的目的。通過試驗證明，當加入低分子量羥基封端氟硅油后，預混膠色 澤、光度都非常好，并且沒有出現結構化現象，產品通過測試，其撕裂強度和拉伸強度明顯 增強，結果十分理想。另外，本發明也涉及到使用一種新型催化劑-雜多酸。雜多酸是由雜原子(P、Si、 Fe、Co等)和多原子(如M0、W、V、Nb、Ta等)，按一定的結構通過氧原子配位橋聯組成的一類 含氧多酸，具有很高的催化活性，其穩定性好，可做均相及非均相反應，是一種多功能的新 型催化劑。本發明所涉及到鎢磷酸具有沸石一樣的籠型結構，體相內的雜多離子之間有一定 空隙，有些極性分子可進出。因此，在固體催化劑雜多酸表面上發生的變化，可迅速地擴及 體相內的各處，這樣鎢磷酸如同以濃溶液作催化劑一樣，也具有均相催化反應的特點。
發明內容
本發明的目的是提供一種低分子量羥基氟硅油的制備方法，該方法不 僅操作簡捷、經濟適用，而且收率很高，所得產品澄清透明，黏度較小，平均硅氧鏈接數為 3-10，甚至 3-6。本發明提供的一種低分子量羥基封端氟硅油的制備方法如下
1、提供1，3，5_三(三氟丙基)-1，3，5_三甲基環三硅氧烷(D/)，所述的1，3，5_三(三氟 丙基)-1,3,5-三甲基環三硅氧烷具有如下結構式
權利要求
一種低分子量羥基氟硅油的合成方法，其特征在于向聚合原料1，3，5 三(三氟丙基) 1，3，5 三甲基環三硅氧烷(D3F)中加入雜多酸催化劑和0.05 1倍D3F質量的封端劑以及0.5 10倍D3F質量的極性溶劑進行本體聚合，所述的雜多酸催化劑的用量為單體總質量的0.1% 10%，將反應物在攪拌條件下,50 80℃回流反應2 12小時，然后降至室溫，向體系中加入0.1 5倍催化劑質量的氧化鎂和0.1 10倍催化劑質量的硅藻土攪拌10 20分鐘過濾，將濾液轉移至三口燒瓶在20 60℃，13333 26665Pa的條件下蒸除溶劑，然后緩慢升溫至100 140℃，同時將壓力調為1333 13333Pa脫除低沸物，得到所需的低分子量羥基氟硅油，平均硅氧鏈接數為3 10，甚至為3 6。
2.根據權利要求1所述的一種低分子量羥基氟硅油的合成方法，其特征在于催化劑使 用雜多酸，主要是1 :12系列Keggin型結構的雜多酸，其中可選用H3[PW1204(1] -XH2O,H3[PM O12O40] ‘ XH2OH4 [Siff12O40] · XH20、H4 [SiMo12O4tl] ‘ XH2O, (NH4) 6 [H2W12O40] · XH2O 等。
3.根據權利要求1或2所述的一種低分子量羥基氟硅油的合成方法，其特征在于所述 的催化劑為雜多酸，主要是1 :12系列Keggin型結構的雜多酸，較好選用H3 [PW12O4J -XH2O, H3 [PMo12O40] · XH2O,最好選用 H3 [PW12O4J ‘ XH2O0
4.根據權利要求2或3所述的一種低分子量羥基氟硅油的合成方法，其特征在于以雜 多酸為催化劑，其用量為聚合原料(D/)質量的0. 1%_10%，較好為1%-5%。
5.根據權利要求1所述的一種低分子量羥基氟硅油的合成方法，其特征在于所述的封 端劑選用蒸餾水，其用量為聚合原料(D/)質量的0. 05-1倍，較好為0. 1-0. 5倍。
6.根據權利要求1所述的一種低分子量羥基氟硅油的合成方法，其特征在于所述的極 性溶劑其沸點在50-80°C，其中可選用乙醚、乙醇、丙酮、四氫呋喃、乙腈，最好選用丙酮。
7.根據權利要求1或6所述的一種低分子量羥基封端氟硅油的合成方法，其特征在于 所述的極性溶劑的用量為聚合原料(D/)質量的0. 5-10倍，較好為1-5倍。
8.根據權利要求1所述的一種低分子量羥基氟硅油的合成方法，其特征在于所述的回 流反應溫度為50-80°C，較好為60-70°C ；反應時間為2_12小時，較好為4_8小時。
9.根據權利要求1所述的一種低分子量羥基氟硅油的合成方法，其特征在于所述的氧 化鎂用量為催化劑質量的0. 1-5倍，較好為0. 2-2倍；硅藻土用量為催化劑質量的0. 1-10 倍，較好為1-5倍。
10.根據權利要求1所述的一種低分子量羥基氟硅油的合成方法，其特征在于所述的 濾液在20-60°C，13333-26665Pa的條件下將溶劑徹底蒸除，然后升溫至100_140°C，同時調 整壓力1333-13333Pa脫除低沸物，得到低分子量羥基氟硅油，平均硅氧鏈接數為3_10，甚 至 3-6。
全文摘要
本發明涉及一種低分子量羥基氟硅油的合成方法，其特征在于向三口燒瓶中投入一定量的3，3，3-三氟丙基甲基環三硅氧烷，開啟攪拌，然后加入一定量的極性溶劑、封端劑及催化劑。緩慢升溫至50-80℃，至有回流出現，維持反應直到反應完全。然后降至室溫，加入一定量的氧化鎂和硅藻土過濾，濾餅用同份溶劑洗滌。將濾液轉移至三口燒瓶中調整溫度與壓力蒸除溶劑，然后脫除低沸物，得到所需產品，具有操作簡捷、經濟適用，而且收率很高，所得產品澄清透明，黏度較小等優點。
文檔編號C07F7/08GK101948481SQ20101029970
公開日2011年1月19日 申請日期2010年10月8日 優先權日2010年10月8日
發明者于鵬飛, 張翚鷹, 解承鋼 申請人:威海新元化工有限公司