[发明专利]用于生产有机低聚倍半硅氧烷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于从硅酸盐和二硅氧烷化合物来生产有机低聚倍半硅氧烷(organooligosilsesquioxane)的方法。

背景技术

有机低聚倍半硅氧烷可用作用于硅酮(silicone)和有机聚合物的交联剂。

DE 38 37 397A1和DE 101 56 619A1披露了有机低聚倍半硅氧烷以及它们的制备方法。在DE 38 37 397A1中，这样的有机低聚倍半硅氧烷优选通过和作为溶剂的反应物的反应来产生，其中溶剂相对于反应产物是过量的。

另外，在DE 38 37 397中举出的实施例8和9描述了生产方法，其从硅酸盐生产开始到获得纯反应产物，由6步制备工序构成：

第一步骤：通过使沉淀二氧化硅与氢氧化四甲基铵水溶液反应来产生硅酸盐基质(silicate base)。

第二步骤：在4℃下浓缩反应混合物并结晶出硅酸四甲基铵产物。

第三步骤：使硅酸四甲基铵和反应物反应，其中反应物是过量使用并作为有机低聚倍半硅氧烷的溶剂。

第四步骤：相分离和洗涤有机相直到中性。

第五步骤：蒸发经洗涤的中性反应混合物至干燥。

第六步骤：从醇重结晶残留物。

因此，DE 38 37 397A1描述了一种生产方法，该生产方法不可避免地具有高成本需求和相对较差的产率(60-70％)以可以生产高纯度有机低聚倍半硅氧烷。

发明内容

本发明提供了用于制备通式(I)的有机低聚倍半硅氧烷的方法

[RSiO_3/2]_z                    (I)

其中

R表示通式(II)的基团(部分，moiety)

-O-SiR¹₂Y                     (II)，

该方法通过100mol通式(III)的硅酸盐与不大于1.3×50×z mol通式(IV)的二硅氧烷化合物在有沉淀剂存在的条件下反应来进行，

(W₄NOSiO_3/2)_z                 (III)，

R¹₂YSi-O-SiR¹₂Y               (IV)，

其中

R¹表示二价C₁-至C₆-烃基或C₁-至C₆-烷氧基，

Y表示氢原子或卤化或非卤化C₁-至C₁₀-烃基团，

W表示C₁-至C₄-烷基，以及

z表示6、8或10的数，

其中所述沉淀剂在反应温度下是液体，并且其中在反应温度下至多1g通式(I)的有机低聚倍半硅氧烷可溶于100ml沉淀剂。

本发明提供的用于生产通式(I)的有机低聚倍半硅氧烷的方法是沉淀反应，其中没有反应物作为所获得的通式(I)的有机低聚倍半硅氧烷的溶剂。因而，通式(I)的产物，以95-100％的高纯度，尤其是99-100％的高纯度(经由¹H NMR测得)，直接在反应后，在反应介质中结晶出来。通式(I)的有机低聚倍半硅氧烷优选产生为无色粉末。基于所采用的通式(III)的硅酸盐，可以获得不低于70％的高产率。

该方法是简单和经济的。根据本发明的方法可以技术上消除在现有技术中所描述类型的所涉及的工艺步骤，如相分离、洗涤、干燥、重结晶。

根据本发明的生产方法可以运行为间歇操作(分批操作)、半间歇操作(半分批操作)和/或连续工艺。

R可以表示相同或不同基团，其取决于相同或不同的、对称或不对称的通式(IV)的二硅氧烷化合物的选择。特别优选的是，R表示-O-Si(CH₃)₂H或-O-Si(CH₃)₂H₃C₂。

R¹优选为甲基、乙基、苯基、甲氧基、乙氧基或丙氧基。