[发明专利]一种有机硅多元醇的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多元醇的制备方法，尤其是涉及一种有机硅多元醇的制备方法。

背景技术

聚氨酯材料是目前国际上性能最好的保温材料。主链含-NHCOO-重复结构单元的一类聚合物。英文缩写PU。由异氰酸酯(单体)与羟基化合物聚合而成。由于含强极性的氨基甲酸酯基，不溶于非极性基团，具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得适应较宽温度范围(-50～150℃)的材料，包括弹性体、热塑性树脂和热固性树脂。

其中目前用来制备聚氨酯的多元醇可分成3类，其分别是：简单多元醇，如乙二醇、丙三醇等；含末端羟基的聚酯低聚物，用来制备聚酯型聚氨酯；含末端羟基的聚醚低聚物，用来制备聚醚型聚氨酯。这些多元醇的主链结构主要为C-C键，其间穿插有醚键以及酯键等基团，这些极性基团的存在使得聚氨酯的内聚强度和附着力强度增加，从而具有较高的强度、耐磨性。然而随着科技的进步以及聚氨酯工业的发展，人们对高性能聚氨酯的的期求也越来越强烈，目前的聚氨酯材料已经不能满足社会生产和发展的要求。

例如一种在中国专利文献上公布的一种有机硅改性聚醚多元醇的制备及其应用，其申请公布号为CN 107011507 A，该发明公开了一种有机硅改性聚醚多元醇的制备及应用，该方法能够有效地将有机硅氧聚合物和聚醚多元醇的优点进行化学融合，无需额外添加无机耐高低温材料，该方法优于传统制备聚氨酯记忆海绵的方法。然而该发明任然有许多的不足，例如其主链中不完全是由硅氧键组成，仍然有一部分是不耐高低温的聚醚多元醇结构，因此其耐高低温性能仍然不能满足较苛刻的使用环境。聚醚多元醇结构的存在能够将使得最终的聚氨酯材料的手感偏硬，无法具有非常柔软的特性。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中多元醇主链结构不全是由硅氧键构成，耐高低温性能不足，整体材料偏硬的问题，提供一种分子主链全都是由硅氧键组成，耐高低温性能优异，制得的聚氨酯材料柔软的一种有机硅多元醇的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种有机硅多元醇的制备方法，其特征是，所述的制备方法包括如下步骤：

(a)：在-20-0℃以及氮气保护条件下，将30-50％二元醇的有机溶剂A溶液和三乙胺加到反应釜中，缓慢滴加30-40％二甲基氯硅烷的有机溶剂A溶液，搅拌反应2-5小时，反应结束后过滤除去反应生成的三乙胺盐酸盐，滤液用饱和碳酸钠水溶液和去离子水分别洗涤三次，除去溶剂，放入真空度为2mmHg的真空烘箱中40℃干燥5小时，得到一端含有羟基一段含有硅氢结构的有机硅化合物

(b)：在15-30℃以及氮气保护下，将按照重量份的100份干燥的八甲基环四硅氧烷、30-40份四甲基四乙烯基环四硅氧烷、1，1，3，3-四甲基-1，3-二乙烯基二硅氧烷10-15份，加入到反应釜中，最后向反应釜中加入5-10份酸性白土，充分搅拌反应3-6小时，直到体系粘度不再发生变化，反应结束后过滤除去催化剂酸性白土，去离子水洗涤3次，放入真空度为2mmHg的真空烘箱中40-55℃干燥5小时，得到含乙烯基聚硅氧烷；

(c)：在氮气保护下，按照重量份数取步骤(a)中的有机硅化合物30-40份，以及步骤(b)中的含乙烯基聚硅氧烷60-90份，以及有机溶剂B 100份加入到反应釜中，搅拌均匀后再加入铂催化剂0.05-0.5份，升温至85-105℃，反应3-5小时，反应结束后，再加入3-5份活性炭搅拌1小时，过滤除去溶剂，得到有机硅多元醇。

有机硅多元醇由于主链为Si-O-Si键，其键能高达422.5kJ/mol，因此其热稳定性相当好，其耐热性由于一般的有机聚合物，且由于其键长较长，键角很大，因此其链段非常柔软。因此有机硅主链能够使得有机硅多元醇在较大温度范围内，仍然能够保持原有的特性。步骤(a)中，通过二元醇与二甲基氯硅烷反应得到了一端带有羟基一端带有硅氢结构的有机硅化合物。步骤(b)中通过有机环硅氧烷的开环聚合反应得到了带有乙烯基结构的聚硅氧烷。步骤(c)中通过硅氢与乙烯基之间通过铂催化剂发生硅氢加成反应，得到了有机硅多元醇。

步骤(a)、步骤(b)与步骤(c)的反应示意式如下：

步骤(a)：

步骤(b)：

步骤(c)：

作为优选，所述的步骤(a)中的二元醇为1，3-丙二醇、1，4丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇中的一种。采用这几种二元醇能够使得最终产物的分子量不会变得很大，且由于链段长度适中，反应的活性较高。