[发明专利]制备有机聚硅氧烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过氯硅烷的水解和缩合制备有机聚硅氧烷的多段方法。

背景技术

制备有机聚硅氧烷的方法是已知的。就此而言，可以参考例如其中使用水溶性惰性溶剂的DE1668172A，。此外，DE854708B描述了制备硅氧烷树脂的方法，其中，烷氧基化、水解和缩合在一步中进行，反应以不可控的方式发生。

发明内容

本发明涉及制备有机聚硅氧烷的方法，其中

在第一步中，将氯硅烷与对于每摩尔可水解的氯0.002至0.6mol的水和对于每摩尔可水解的氯0.3至1.6mol的醇反应，水与醇的摩尔比为0.001至1.5，

在第二步中，任选地将第一步中获得的反应混合物与密度小于0.9kg/l的水不溶性有机溶剂混合，并以对于每摩尔Si成分0.2至100mol的水的量定量加入水，和

在第三步中，在第二步反应结束后分离含水的醇相。

具体实施方式

在本发明中，术语有机聚硅氧烷意指包括聚合的、寡聚的和二聚的硅氧烷。

根据本发明的方法，在第一步中使用的氯硅烷优选为式(I)所示的氯硅烷：

R_aSiCl_4-a                            (I)

其中，R可以相同或不同，为单价的、SiC键合的、任选被取代的烃基，且a是0、1、2、或3。

基团R的实例是烷基，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基或叔戊基、己基如正己基、庚基如正庚基、辛基如正辛基和异辛基如2，2，4-三甲基戊基、壬基如正壬基、癸基如正癸基、十二烷基如正十二烷基；烯基，如乙烯基和烯丙基；环烷基，如环戊基、环己基或环庚基和甲基环己基；芳基，如苯基和萘基；烷芳基，如邻-、间-、对-甲苯基、二甲苯基和乙基苯基；芳烷基，如苯甲基和α-和β-苯基乙基。

被取代的R基的实例是优选被以下基团取代的上述的所有R基团：巯基、环氧官能团、羧基、酮基、烯胺基、氨基、氨基乙基氨基、异氰酸基(isocyanato group)、芳氧基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、羟基和卤素基团。基团R优选包括具有1-8个碳原子的烃基，特别优选甲基。

式(I)所示的硅烷的实例是甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、异辛基三氯硅烷、苯基三氯硅烷、二苯基二氯硅烷和甲基苯基二氯硅烷。

用于本发明方法的硅烷优选在20℃、900至1100hpa压力下为液态。

优选使用式(I)所示的硅烷与至少一种三氯硅烷的混合物。

在本发明中，将可水解的氯理解为以SiCl基团的形式存在的氯。

在本发明方法的第一步中，优选将氯硅烷与对于每摩尔可水解的氯0.0021至0.58mol，特别优选0.0022至0.55mol的水反应。

在本发明方法的第一步中，优选将氯硅烷与对于每摩尔可水解的氯0.35至1.5mol，特别优选0.4至1.4mol的醇反应。

在本发明方法的第一步中，所用水与醇的摩尔比优选为0.0015至1.45。

能够用于本发明方法第一步的醇的实例是所有在20℃和900至1100hpa压力下为液态的醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、丁醇、戊醇、己醇或庚醇，优选甲醇、乙醇和丁醇，特别优选乙醇。

如果需要，在本发明方法的第一步中，除了氯硅烷、水和醇以外也可以使用其它物质。任选使用的其它物质的实例是水不溶性有机溶剂，例如甲苯、或烷氧基硅烷，如四乙氧基硅烷。

本发明方法的第一步优选在0至100℃，特别是在20至70℃的温度下，优选在900至2000hpa，特别优选在1000至1500hpa的压力下进行。

在本发明方法的第一步中，将硅烷、水、醇和任选的其它物质以任何需要的方式混合在一起并发生反应，形成烷氧基硅烷、烷氧基氯硅烷以及它们的水解产物和缩合物，和气态的氯化氢、烷基氯和二烷基醚。在第一步中获得的氯化氢气体可直接用于其它方法，例如与甲醇一起用于制备氯甲烷，其又用于甲基氯硅烷合成。因此，可以将氯循环而不释放至环境中。

第一步可以间歇地或连续地进行，间歇方法优选在搅拌下进行。

本发明方法的第一步优选在环流反应器中进行，特别优选不引入机械能，即仅自然循环。

在第一步中获得的反应混合物中，硅组分基本上包含氯-、羟基-、和烷氧基-官能硅烷和硅氧烷和任选的环硅氧烷。此外，反应混合物包含水、醇、氯化氢和少量烷基氯、二烷基醚和任选的其它物质。