[发明专利]制备异氰酸基有机硅烷的方法

说明书

本申请是申请日为2008/01/25、申请号为200880003633.0、发明名称为“制备异氰酸基有机硅烷的方法”的中国申请的分案申请。

本发明涉及一种制备具有异氰酸酯官能的硅烷的方法，其中可以达到改善的储存稳定性。

长期以来，对以高产量和高纯度制备异氰酸基有机硅烷的经济的方法的关注度很高。所述化合物具有很高的经济价值。

例如，异氰酸基硅烷可以被用作有机聚合物和无机材料间的粘合剂。然而，在工业上，异氰酸基有机硅烷被首先用作有机多元醇(例如聚醚多元醇)、聚氨酯、聚酯或聚(甲基)丙烯酸酯的终止。得到的烷氧基硅烷终止的预聚物与大气中的水分接触而固化，并尤其用作粘合剂和密封剂，或用作表面涂布树脂，或用作表面涂布树脂的成分。

在现有技术中，通常使用通式(1)的传统γ-异氰酸基丙基硅烷

OCN-(CH₂)₃-Si(OR')_x(R)_3-x   (1),

其中R'和R是烷基，x是0-3，优选3或2。

然而，近来，通式(2)的α-异氰酸基甲基硅烷受到特别关注

OCN-CH₂-Si(OR')_x(R)_3-x   (2),

其中R'、R和x如以上所限定。

所述α-异氰酸基甲基硅烷具有对大气中的水分的特别高的反应活性，适用于制备具有高度但可调的固化率的烷氧基硅烷终止的预聚物(例如EP 1 421 129和WO 2004/022618中所描述的)。另外，相应的α-硅烷终止的预聚物还可以无需锡催化剂而交联，而锡催化剂是毒理学关注的(尤其在EP 1 421 129中所述的)。

已知多种制备异氰酸基有机硅烷的方法。因此，EP 0 212 058描述了一种方法，其中具有脲单元的硅烷在液相中热分解，形成异氰酸基有机硅烷以及相应的胺或酰胺。

EP 1 010 704公开了一种制备异氰酸基有机硅烷的方法，其中在二氯化锡作为催化剂存在下，氨基甲酸基有机硅烷在液相中热分解，形成相应的异氰酸基有机硅烷。

DE 101 08 543描述了由相应的氨基甲酸基有机硅烷和烷基氯硅烷或乙烯基氯硅烷制备异氰酸基有机硅烷。

另外，US 6,008,396公开了一种方法，其中在惰性热介质中，氨基甲酸基有机硅烷消除醇而转化成相应的异氰酸基硅烷，而后通过蒸馏将其从反应混合物中直接移出。

在EP 0 649 850中也描述了氨基甲酸基有机硅烷形成异氰酸基有机硅烷和甲醇的热分解，其中在大气压或减压下，分解在气相中发生。反应优选在管式反应器中进行。从EP 1 343 793中还可以得知所述方法的改进，其中氨基甲酸酯分解在多相催化剂存在下进行。如果合适的话，热分解作用也可以用WO 2005/056565中所述的微结构装置进行。

WO 2005/056564中描述了另一个方法，其中在微波作用下制备异氰酸基有机硅烷。最后，WO 2005/055974描述了结合流体化固体微粒的所述微波方法。

现有技术中描述的方法通常仅用于制备传统的通式(1)的γ-异氰酸基丙基硅烷。然而，其至少基本上也适于制备通式(2)的α-异氰酸基甲基硅烷。虽然，无一例外，所述方法具有如下缺点，即通过所有方法得到的通式(2)的α-异氰酸基甲基硅烷都相当不稳定，并至少在室温下不具有满意的储存稳定性。因此，依据生产方法，在室温下仅仅储存几周，有时甚至是几天，就足以造成观察的各个α-异氰酸基甲基硅烷的显著比例的分解(即>>10％)。特别的，在隔绝空气的密封容器中发生的α-异氰酸基甲基硅烷的分解也是显著的。在此，通式(2)的α-异氰酸基甲基硅烷与传统的不含硅烷单元的异氰酸酯有显著差别，因为后者通常可以在气密容器中储存数月而没有问题。

因此，本发明的一个目的是提供一种制备异氰酸基有机硅烷的方法，特别是备α-异氰酸基甲基硅烷的方法，其具有显著改善的储存稳定性。

本发明提供一种制备具有异氰酸酯官能的硅烷的方法，其中在硅烷的化学制备后对其进行纯化，并在纯化后，仅在相对空气湿度小于10％的气氛中处理。

异氰酸基官能硅烷的处理尤其包含储存以及分配和/或转移至适于储存和/或运输的容器中。

本发明的方法优选用于制备通式(3)的异氰酸基官能硅烷