[发明专利]生产环状聚硅氧烷的方法

说明书

相关申请的交叉参考

无。

发明背景

商业硅氧烷聚合物通常通过水解二氯甲硅烷生产。水解生成主要 为线型的聚硅氧烷以及一些环状聚硅氧烷的混合物。通过在高度稀释 溶液中进行水解，其提高了环化相对于低聚的概率，可以增加在商业 上更有价值的环状聚硅氧烷相对于线型聚硅氧烷的产率。

还报道了除水解之外的几种方法用来生产环状聚硅氧烷。这些方 法中的大多数涉及二有机基聚硅氧烷的酸或碱催化的热裂解或解聚。 然而，这些方法具有一些与其自身有关的问题，其可包括高反应温度、 长反应和/或平衡时间、高腐蚀性、高的聚合物支化以及不利的环尺寸 比。这些问题降低了效率和/或增加了与生产所需的环状聚硅氧烷有关 的成本及危险。

在此，本发明人发现了一种生产环状聚硅氧烷的方法，该方法消 除或减少了一些与现有技术方法有关的问题。本发明人意外地发现， 通过使膦腈或碳硼烷酸催化剂与聚硅氧烷和高沸点封端剂接触，在低 催化剂水平、更少腐蚀性的反应混合物、良好的产率、以及预料不到 的环状聚硅氧烷的环尺寸比的情况下，可以在降低的温度下连续形成 环状聚硅氧烷。

发明概述

公开了一种生产环状聚硅氧烷的方法。该方法的第一步包括将聚 硅氧烷、催化剂和高沸点封端剂混合，其中催化剂选自膦腈碱和碳硼 烷酸。该方法的第二步包括加热所述聚硅氧烷、催化剂和高沸点封端 剂，和该方法的第三步包括回收环状聚硅氧烷。

发明详述

公开了一种生产环状聚硅氧烷的方法。该方法的第一步包括将聚 硅氧烷、催化剂和高沸点封端剂混合，其中催化剂选自膦腈碱和碳硼 烷酸。该方法的第二步包括加热所述聚硅氧烷、催化剂和高沸点封端 剂，和该方法的第三步包括回收环状聚硅氧烷。

根据本发明的生产聚硅氧烷的方法被认为是通过以下机理进行， 其中聚硅氧烷首先缩合以形成较长的聚硅氧烷聚合物。然后聚硅氧烷 聚合物端基可沿其自身的聚合物骨架反应，形成环状聚硅氧烷。先前 形成的环状聚硅氧烷也可反应并重开环形成线型聚硅氧烷聚合物。通 过从反应混合物中除去形成的环状聚硅氧烷，可以推动或改变线型聚 硅氧烷与环状聚硅氧烷之间的平衡，以生产更多的环状部分。这类除 去方法的一种为从反应混合物蒸馏或蒸发，然后回收环状聚硅氧烷馏 出物。

为了消除所有疑义，在此使用的概念“包括(comprising)”是指 “含有”、“其特征在于”和“包括在内(including)”，和在此使用 的概念“包括(comprises)”是指“含有并包括”，并且是指连其他元 素在内或开放式的。

在这里使用时，术语“约”是用来指接近一些数量、数目或测量 的准确性。

在这里使用时，术语“接触”是用来指使组分合在一起以使他们 接触和/或混合。

在这里使用时，命名法“D_x”是用来指环状聚硅氧烷，其中在环 中的每个硅结合到两个氧原子上，并且其中x表示在环中的硅原子数。 提供下列结构作为环三硅氧烷(D₃)和环四硅氧烷(D₄)的实例：

其中R¹和R²独立地为氢或一价烃基，在另一个实施方案中为一价 C₁-C₆烃基，在另一个实施方案中为一价C₁-C₃烃基，和在另一个实施 方案中为一价甲基。

本发明的第一步包括使聚硅氧烷与选自膦腈碱和碳硼烷酸的催化 剂以及高沸点封端剂接触。可以通过任意现有技术已知的用于混合反 应物的可适用方法使聚硅氧烷与催化剂和高沸点封端剂接触。在一个 实施方案中，通过任意常规方法将反应物简单地按顺序添加到反应器 中并伴以混合，在另一个实施方案中，作为在流化床反应器的床中接 触反应物的连续方法的一部分，通过同时计量使反应物接触。