[发明专利]一种用于合成聚氟硅氧烷的中和剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种用于合成聚氟硅氧烷的中和剂及其制备方法与应用。所述制备方法，包括步骤：(1)向二烃基四甲基二硅氮烷中滴加乙酸，反应后过滤，滤液在保护气体下精馏得到烃基二甲基乙酰氧基硅烷；(2)将烃基二甲基乙酰氧基硅烷和三氟丙基甲基环三硅氧烷(D₃F)混合均匀，继续加入催化剂进行反应，反应结束后加入乙酸钠，搅拌0.5～1h后过滤，滤液减压精馏得到用于合成聚氟硅氧烷的中和剂。本发明提供的用于合成聚氟硅氧烷的中和剂，相较于传统中和剂，纯度可高达99％以上，中和剂反应活性一致，中和剂用量可精确计算加入，并且相较于传统中和剂，中和更彻底，中和后聚氟硅氧烷的初始分解温度可达到480℃以上。

技术领域

本发明涉及一种用于合成聚氟硅氧烷的中和剂及其制备方法与应用，属于有机硅领域。

背景技术

有机聚硅氧烷的聚合工艺一般分为阴离子聚合和阳离子聚合，其中阳离子聚合需要使用强酸，后期中和后处理工艺复杂，一般只有几种特殊的有机硅聚合物使用该工艺，阴离子聚合催化剂用量少，不需要复杂的后处理工艺，广泛应用于聚硅氧烷的制备，特别是高分子量聚硅氧烷的制备。采用阴离子聚合制备聚硅氧烷在聚合反应完成后要加入酸性物质中和碱性催化剂，以免影响产品品质或造成聚硅氧烷的降解，特别是对碱性物质敏感的氟硅氧烷，实际加入量准确、反应活性高的酸性中和剂对产品的品质起到了重要作用。与聚硅氧烷相比，聚氟硅氧烷的粘度更大、相容性更差，给阴离子聚合反应完成后的中和带来了更大困难。

此前的技术中，有机聚硅氧烷的阴离子聚合反应完成后，一般采用二氧化碳、乙酸、磷酸、硅基磷酸酯、磷酸酸胶、乙烯基硅基磷酸酯或乙烯基酰氧基聚硅氧烷等作为中和剂，中和效果各有不同，相对于普通的有机聚硅氧烷，氟硅氧烷的聚合物由于氟原子的引入，分子刚性更大，粘度明显提高，其与中和剂的相容性更差，对于中和剂的溶解性也更差。

现有文献资料中，如在中国专利文献CN103910883A公开的一种端基含乙烯基的氟硅生胶的制备方法中，使用的中和剂为α-氯乙醇、含氟有机硅膦酸酯、丙酸或固体二氧化碳中的一种；如在中国专利文献CN 104119535A公开的一种羟基封端氟硅生胶的制备方法中，使用的酸性化合物选自乙酸、硅基磷酸酯、二氧化碳、磷酸、三甲基氯硅烷、盐酸中的一种；如在中国专利文献CN 103739845A公开的一种高分子量氟硅生胶的制备方法中，使用的中和剂是用六甲基二硅氧烷和磷酸反应生成的硅基磷酸酯；如在中国专利文献CN103012801公开的一种分子量可控氟硅生胶的制备方法中，使用的中和剂为含氟硅基磷酸酯，是由三氟丙基甲基环三硅氧烷(D₃F)和磷酸反应制得；如在中国专利文献CN102134321公开的用螺杆挤出机制备氟硅生胶的方法中，使用的中和剂为二氧化碳、氯乙醇、有机硅磷酸酯中的一种。在以上中和剂中，α-氯乙醇、丙酸、乙酸、硅基磷酸酯、二氧化碳、磷酸、盐酸、三甲基氯硅烷、三甲基硅基磷酸酯等与聚氟硅氧烷相容性差。虽然乙烯基硅基磷酸酯与聚氟硅氧烷相容性稍好，对于聚氟硅氧烷低聚物的中和效果较好，但是当聚氟硅氧烷分子量升高成胶状后乙烯基硅基磷酸酯的中和效果会明显变差，并且使用乙烯基硅基磷酸酯中和，乙烯基不能全部利用，残留的乙烯基会对高温橡胶的硫化产生不利影响，磷酸与D₃F反应生成的酸胶与高分子量的聚氟硅氧烷有较好的相容性，但其中和后会造成羟基封端，高温下造成降解，并容易造成高分子量氟硅聚合物混炼困难。另外，也有文献提到使用乙烯基酰氧基聚硅氧烷进行中和，但其为不同分子量物料的混合物，乙酰氧基活性不完全相同，容易造成中和不均一，并且很难准确计量其中起中和作用的乙酰氧基含量。

现有技术不能很好解决高分子量聚氟硅氧烷阴离子聚合反应完成后快速、准确中和以及中和后物料中不产生多余羟基等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于合成聚氟硅氧烷的中和剂及其制备方法与应用。该中和剂纯度高，与不同分子量的聚氟硅氧烷相容性好，中和效率高，中和后不产生羟基，很好的解决了高分子量聚氟硅氧烷的中和问题。

本发明的技术方案如下：

一种用于合成聚氟硅氧烷的中和剂，具有如下结构：