[发明专利]一种二苯基二甲基硅氧烷环体的制备方法

说明书

本发明涉及有机高分子化合物领域，尤其涉及一种二苯基二甲基硅氧烷环体的制备方法；所述制备方法包括：以二苯基二羟基硅烷和环硅氮烷为原料，在催化剂的作用下进行缩合成环反应。本发明采用二苯基二羟基硅烷和环硅氮烷为原料，在铵盐催化下反应，经过滤、水洗，脱除溶剂，得到高纯度的二苯基二甲基硅氧烷环体。本发明提供的制备方法，原料易得(二苯基二羟基硅烷为工业品，经过简单处理如重结晶等方式即可得到高纯度产品)，且反应定量定向，产物收率高、结构均一、性能好，为苯基硅生胶的制备提供了优质原料。

技术领域

本发明涉及有机高分子化合物领域，尤其涉及一种二苯基二甲基硅氧烷环体的制备方法。

背景技术

硅橡胶是聚硅氧烷最重要的产品之一，是在各个领域普遍使用的弹性体。硅橡胶按其商品形态，分为混炼硅橡胶与液体硅橡胶两大类。混炼硅橡胶，通常也称作热硫化硅橡胶，是由高聚合度(5000～10000个硅氧烷结构单元)的聚有机硅氧烷(称为硅生胶)配合补强填料、增量填料及赋予各种性能的添加剂配制成的基料；使用时，配合硫化剂，经成形、硫化制成制品。因有与一般有机橡胶一样的经辊筒塑化、配合硫化剂、压片等作业过程，所以称作混炼硅橡胶。目前混炼硅橡胶因其成型制品性能优异，是硅橡胶中最主要的产品。

混炼型硅橡胶所用生胶，主要有二甲基硅生胶(简称甲基生胶)、甲基乙烯基硅生胶(简称乙烯基硅生胶)、甲基苯基乙烯基硅生胶(简称苯基生胶)及甲基三氟丙基硅生胶(简称氟硅生胶)四类。其中，甲基生胶是最早使用的硅生胶，其硅原子上连接的全为惰性甲基，故硫化活性低，硫化机械强度差，永久变形大，现已很少使用，基本已被甲基乙烯基硅生胶所取代。甲基乙烯基硅生胶中少量乙烯基的引入，不仅极大地提高了硅生胶的硫化活性，还改善了硫化胶的耐热老化、机械强度及压缩永久变形性能，甲基乙烯基硅生胶已成为用量最大的一类生胶；氟硅生胶引入了强极性的甲基三氟丙基硅氧烷连接，使硫化胶具有耐油、耐溶剂的性能；甲基苯基乙烯基硅生胶可以看成是甲基乙烯基硅生胶中的部分甲基被苯基取代后的产物，苯基的引入不仅改善了硫化胶的机械强度，而且极大的提高了其耐辐照性、耐热性、耐低温性以及阻燃性，使其能够在苛刻条件下使用。在航空航天，高辐照，高低温等特殊场合，皆以苯基生胶使用为主。高性能的苯基生胶是混炼型硅橡胶研究的主要方向。

苯基生胶的制备是以八甲基环四硅氧烷、四甲基四乙烯基环四硅氧烷及含苯基的环硅氧烷为主要原料，在止链剂及碱性催化剂条件下开环聚合而成。含苯基的环硅氧烷是生胶引入苯基的关键，分为环状甲基苯基硅氧烷(MePhSiO)n和环状二苯基硅氧烷(Ph₂SiO)_n两种结构。生胶中引入等量的苯基时，后者摩尔用量为前者的一半，且后者制备的苯基生胶具有更好的耐辐照、耐高温性能，尤其制备高苯基含量高分子量的生胶时，环状二苯基硅氧烷更具优势，因为甲基苯基硅氧烷链节过多，易加深苯基硅橡胶结晶倾向而影响其加工应用。

制备苯基生胶对原料苯基环体的要求非常高，要求其纯度为≥98％。环状甲基苯基硅氧烷采取MePhSiCl₂单体水解，经重排、裂解，再精馏制备，设备要求非常高，能耗高，产生大量含有催化剂的胶体残渣，收率低，成本高，进而售价高昂。二苯基环体是由Ph₂SiCl₂水解成Ph₂Si(OH)₂，再缩合成环为(Ph₂SiO)_n，技术成熟度高，成本低进而售价低。

虽然二苯基环体价低质优更适合制备苯基生胶，但由于(Ph₂SiO)_n与二甲基硅氧烷环体的相容性差，开环聚合活性差别大，因而两者难获得均一的苯基生胶，解决的方法是将它们制成混合链节的环体，即在碱催化及加热下使(Ph₂SiO)_n及(Me₂SiO)_n发生重排反应，制得二苯基二甲基环体，反应式如下：