[发明专利]羟基聚硅氧烷的合成方法

说明书

本发明公开一种羟基聚硅氧烷的合成方法，是将具有(甲基)丙烯酸酯基的化合物与具有硅氢基的聚硅氧烷在缓冲溶液存在的条件下进行反应。该合成方法用于制备含羟基的有机聚硅氧烷，进而用于改性合成等，具有步骤简单、副产物少、溶剂用量少的优点。

技术领域

本发明涉及有机硅合成领域，尤其是一种羟基聚硅氧烷的合成方法。

技术背景

有机硅化合物具有良好的耐温、疏水、耐候、耐老化、抗紫外线性能，不管是单独作为材料使用，还是用于其他材料的改性，其在化工领域的应用不断被拓宽，包括有机硅改性乳液，有机硅改性聚合物乳液在成膜后可以赋予其优异的耐水、耐温性能，可以弥补聚合物乳液在应用方面的缺陷。例如乙烯基硅油具有很好的耐候、耐老化、抗紫外线以及柔韧性，可以与聚氨酯、丙烯酸等多种有机材料反应，制备高性能防腐蚀、耐候型涂层。丙烯酸酯乳液形成的漆膜在耐水性方面仍有不足；低温变脆、高温变粘的缺点也对丙烯酸酯乳液的使用造成了限制。为了解决这一问题，各种复合结构的乳液，如聚有机硅氧烷PDMS改性的硅-丙乳液研究现在是高性能水性涂料中的研究热点。但是在合成有机硅改性丙烯酸酯乳液的过程中，由于PDMS和聚丙烯酸酯之间相容性较差，在合成及成膜中极易发生相分离，造成漂油或凝聚现象，有效结合量不高，同时大尺度的相分离导致涂膜透光率低，不能很好体现出有机硅特性来。

专利CN105801769B中描述了一种通过乳液聚合引入乙烯基硅油改善表面抗涂鸦性能的方法，但乙烯基硅油由于双键的反应活性较低，乳液聚合方式无法得到较高的接枝效率，对涂料的稳定性有一定风险。羟基硅油改性是有机硅改性的一个有效途径，但目前羟基硅油的合成存在工艺复杂、副反应多的缺点，影响了该改性方案的应用。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种羟基聚硅氧烷的合成方法，该合成方法用于制备含羟基的有机聚硅氧烷，进而用于改性合成等，具有步骤简单、副产物少、溶剂用量少的优点。

本发明采用的技术方案是：

羟基聚硅氧烷的合成方法，包括以下步骤：

惰性气体保护条件下，将反应物1与缓冲溶液、反应物2、阻聚剂及催化剂混合后升温反应，得到羟基聚硅氧烷；

所述反应物1的分子结构中至少具有一个羟基，以及至少一个(甲基)丙烯酸酯基；所述反应物2为至少具有一个与硅连接的氢基的有机聚硅氧烷。

所述反应物1在现有技术中可由(甲基)丙烯酸与多元醇发生酯化反应得到。优选的，所述反应物1选自以下化合物中的一种或几种：(甲基)丙烯酸羟丙酯、2-羟基乙基(甲基)丙烯酸酯、2,2-二(羟基甲基)-1,3-丙烷二基二(甲基)丙烯酸酯、2-甲基-2-(甲基)丙烯酸4-羟基苯基酯、羟基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、3-羟基-1-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯、2-(羟基苯基甲基)-丙烯酸甲酯、苯基缩水甘油醚丙烯酸酯。优选的，所述所述反应物1包括羟基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯，所述羟基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯的数均分子量为100-1000。

本发明所述(甲基)丙烯酸酯基为甲基丙烯酸酯基和/或丙烯酸酯基，所述所述反应物1优选的化合物中的(甲基)具有相同含义。

优选的，所述反应物2的数均分子量为200-5000。

优选的，所述反应物2包括具有式1所示结构式的化合物：

式1中，所述m为大于1的整数，所述R为相同或不同的烷基、环烷基、芳基、芳烷基、烷氧基或卤代烷基。

所述R为相同或不同的烷基、环烷基、芳基、芳烷基、烷氧基或卤代烷基，所述烷基可列举甲基、乙基、丙基或丁基等，环烷基可列举环己基、环戊基等，芳基可列举苯基、甲苯基、二甲苯基等，芳烷基可列举苄基、苯乙基等，卤代烷基可列举3，3，3-三氟丙基，烷氧基可列举甲氧基、乙氧基、丙氧基等。所述R优选为甲基和苯基。