[发明专利]一种双组份催化体系合成乙烯基氟硅油的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机高分子化合物技术领域，尤其涉及一种双组份催化体系合成乙烯基氟硅油的制备方法。

背景技术

氟硅油是一种主链为含硅结构而侧链为含氟结构的有机硅材料，氟硅油的这种结构使其兼具硅橡胶优良的高低温特性和氟橡胶耐高温、耐化学腐蚀、耐油性能，从而成为现代汽车船舶、航空航天工业等运输工业、现代军事工业、石化工业以及人工脏器与医疗器械等医疗卫生行业不可或缺的特种材料。乙烯基氟硅油是含乙烯基功能团的一类氟硅油，其通常是由3,3,3-三氟丙基甲基环三硅氧烷单体(以下简称FD3)与甲基乙烯基环硅氧烷单体、封端剂四甲基二乙烯基二硅氧烷(以下简称MMVi)或六甲基二硅氧烷(以下简称MM)、以及二甲基硅氧烷单体(以下简称D3或D4)中的一种或两种共聚而成。

为了合成乙烯基氟硅油，通常采用阳离子催化聚合和阴离子催化聚合，而后者是合成较高分子量氟硅油甚至生胶的最好方法，阴离子催化剂又分为碱金属催化剂和暂时性催化剂，碱金属催化剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、烷基锂以及它们的硅醇盐，钠盐和钾盐具有较高的反应活性，在反应快结束时的操作窗口较窄，容易发生分子链回咬，难以得到高分子量的氟硅油或生胶，锂类催化剂则因为反应活性较低，较难引起直链的回咬反应，使得反应快结束时的操作窗口非常宽，可以获得高分子量的氟硅油或生胶。暂时性催化剂则包括四甲基氢氧化铵和四丁基氢氧化磷及其它们的硅醇盐，它们在低温具有较高的反应活性，且在较高温度可以直接分解失活而不需要中和剂中和，美中不足在于像钠、钾硅醇盐一样引起直链的回咬。

根据上述催化剂特性，一般均采用锂系催化剂来合成高分子量的氟硅油或生胶，但由于锂系催化剂的反应活性较低，需要在130℃以上才具有较好催化活性，这种情况下，单体MMVi或MM容易挥发，用量难以控制，产品不稳定。因此在合成高分子量氟硅油或生胶之前，需将单体MMVi变成长链的预聚体，这不免影响生产效率。

因此，现有技术还有待发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种双组份催化体系合成乙烯基氟硅油的制备方法，采用所述双组份催化体系合成乙烯基氟硅油的制备方法，既能制备出分子量高、产品稳定的氟硅油或生胶，又可提高生产效率，旨在解决现有乙烯基氟硅油的制备方法存在的分子量不高、产品不稳定又能提高生产效率等的问题。

本发明的技术方案如下：

一种双组份催化体系合成乙烯基氟硅油的制备方法，其中，包括以下步骤：

1)将反应原料在负压、通保护性气体、温度30～70℃条件下，脱水0.2～3h；

2)保持通保护性气体和负压，将反应体系升温至70～100℃，反应0.2～3h；

3)继续保持通保护性气体和负压，迅速将反应体系升温至120～170℃，反应3～12h；

4)将温度降低在50～100℃，加入中和剂，中和0.1-3h；

5)最后在温度为150～190℃，通保护性气体和负压条件下脱除低沸物，得到最终产品；

其中，反应原料包括3,3,3-三氟丙基甲基环三硅氧烷单体、封端剂、暂时性催化剂和永久性催化剂，以及一种或多种可与所述3,3,3-三氟丙基甲基环三硅氧烷单体进行离子型开环共聚合反应的乙烯基环体或共聚单体。

所述的双组份催化体系合成乙烯基氟硅油的制备方法，其中，步骤1)中，反应温度为40～60℃，反应时间为0.5～2h。

所述的双组份催化体系合成乙烯基氟硅油的制备方法，其中，步骤2)中，反应温度为75～85℃，反应时间为0.5～1.5h。

所述的双组份催化体系合成乙烯基氟硅油的制备方法，其中，步骤3)中，反应温度为130～160℃，反应时间5～8h。

所述的双组份催化体系合成乙烯基氟硅油的制备方法，其中，步骤4)中，反应温度为60～90℃，中和时间为0.5-2h。

所述的双组份催化体系合成乙烯基氟硅油的制备方法，其中，中和剂为二氧化碳、磷酸和硅基磷酸酯中的一种或几种的任意混合物。

所述的双组份催化体系合成乙烯基氟硅油的制备方法，其中，通入的保护性气体为氮气、氩气和氙气中的一种或几种的任意比例混合气体；真空度为0.001MPa～0.8MPa。

所述的双组份催化体系合成乙烯基氟硅油的制备方法，其中，通入的保护性气体为氮气或氩气；真空度为0.01MPa～0.1MPa。

所述的双组份催化体系合成乙烯基氟硅油的制备方法，其中，反应原料的用量按照质量份数计如下所示：