[发明专利]一种高分子量乙基聚硅氧烷的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚硅氧烷的合成方法，特别是涉及一种高分子量乙基聚硅氧烷的合成方法。

背景技术

聚硅氧烷是以Si-O-Si为主链，硅原子上直接连接甲基、乙基、乙烯基、苯基等有机基团的高分子合成材料，它具有良好的介电性和高透气性、表面活性、生物相容性、憎水性、耐热性、耐寒性和耐老化等优异的物理化学性能。在聚硅氧烷基础上制备的各种有机硅产品在航空航天、国防、化工、机械、冶金、电子电气、纺织、建筑、交通、能源、医疗医药、农业等领域都得到了广泛的应用。

随着科技的不断发展，人类对橡胶制品性能的要求越来越高，特别是在宇航技术开发中表现尤为突出，如在超低温下保持弹性和密封性能、耐高低温循环冲击、耐真空粒子和紫外光等。在如此苛刻的条件下，一般的橡胶不具有使用价值，只有特种硅橡胶才能满足要求。硅橡胶的耐寒性与其玻璃化转变温度和低温结晶性有关。乙基聚硅氧烷是目前所知的具有最低的玻璃化转变温度(Tg)的聚硅氧烷，由乙基聚硅氧烷制备的有机硅产品在低温下能保持较好的机械性能，在空气、惰性气体和真空等低温环境中可长期工作。

目前合成聚硅氧烷的通用方法是以环硅氧烷为单体的开环聚合。Molenberg和Moller报道，在甲苯溶剂中用丁基锂(BuLi)作催化剂和1-乙基-2，2，4，4，4-五(二甲胺基)-2λ⁵，4λ⁵-二磷腈(P₂-Et)作促进剂引发六乙基环三硅氧烷(D₃^Et)开环聚合，常温反应72-171h后获得分子量Mn为15.8×10³-69.6×10³的乙基聚硅氧烷，产物产率为27％-59％。Tsuchihara和Fujishige报道用BuLi作催化剂和N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、(nBuO)₃PO、六甲基磷酰胺(HMPA)或二甲基亚砜(DMSO)作促进剂引发D₃^Et开环聚合，常温反应24h后获得分子量Mn为12×10³-16×10³的乙基聚硅氧烷。Z.Xie等人报道用四甲基氢氧化铵催化D₃^Et，110℃下反应12h后获得分子量Mn为29×10³的乙基聚硅氧烷。

以上诸多方法均存在所得乙基聚硅氧烷分子量较低、产率不高等问题。因此改进实验条件和工艺，制备高分子量的乙基聚硅氧烷，并提高产率，不仅具有很好的研究意义，而且具有重要的实际意义。

发明内容

为了解决现有乙基聚硅氧烷合成技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种高分子量乙基聚硅氧烷的合成方法，以满足工业生产和应用诸多方面的需求。

本发明采取的技术方案为：

一种高分子量乙基聚硅氧烷的合成方法，包括如下步骤：

在反应瓶中按一定比例加入反应单体、催化剂、促进剂和改性剂，在减压或常压条件下升温至70～150℃反应4～8h，再在真空条件下加热至180～200℃脱出低沸物既得乙基聚硅氧烷。

上述步骤所述的各原料的重量份比例为：反应单体100份、催化剂0.0001～0.05份、促进剂0.1～10份、改性剂0～100份。

所述的反应单体为六乙基环三硅氧烷(D₃^Et)、八乙基环四硅氧烷(D₄^Et)、二乙基硅氧烷混合环体、二乙基二氯硅烷水解物或端羟基聚二乙基硅氧烷。

所述的催化剂为氢氧化钾(KOH)、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化铯(CsOH)、氢氧化锂(LiOH)、丁基锂(BuLi)、四甲基氢氧化铵((CH₃)₄NOH)或磷腈碱，或者前述这些物质的硅醇盐。

所述的促进剂为二甲基亚砜(DMSO)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、六甲基磷酰胺(HMPA)、四氢呋喃(THF)、酮、乙腈、冠醚、穴醚、聚醚或硝基苯。

所述的改性剂为乙烯基环体、醚类、吡啶或吡咯烷酮。

所述的反应的减压条件为8～70KPa，常压条件为标准大气压下。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明反应条件简单，无需溶剂，反应时将单体、催化剂和促进剂一次性加入到反应器中，在较低温度下就可发生反应，在较短反应时间内即可获得高分子量乙基聚硅氧烷，且产率高，分子量可控，后处理简单。

附图说明