一种羟基封端聚二甲基硅氧烷的制备方法.pdf

本发明是一种制备低挥发份含量的羟基封端聚二甲基硅氧烷的方法。本发明先将低粘度羟基封端聚二甲基硅氧烷进行精制，得到挥发份含量小于0.03%中间品，再进行缩合反应，通氮去除水以控制粘度，得到挥发份含量小于0.03%的高粘度羟基封端聚二甲基硅氧烷。本发明具有制备方法、工艺简单无污染；成品挥发组分小，质量稳定优良等优点。

权利要求书一种羟基封端聚二甲基硅氧烷的制备方法，其特征在于：
具体工艺步骤：
a、精制过程：将粘度为30‑100mm2/s的羟基封端聚二甲基硅氧烷在薄膜蒸发器中脱除低分子物，压力为1‑2KPa，时间为3‑5小时，降温后脱色过滤；
b、缩合反应：精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷投入反应釜中，加入硅醇钾，硅醇钾的投入量为精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷的5‑20ppm，开启搅拌，并通入氮气，吹出缩合反应得到的水；在线粘度计设定参数，当粘度达到目标黏度时，停止通氮气，加入与硅醇钾催化剂同样质量的磷酸或磷酸硅醇盐中和1‑2小时，即得到所需的羟基封端聚二甲基硅氧烷。
根据权利要求1所述的一种羟基封端聚二甲基硅氧烷的制备方法，其特征在于：精制过程中脱除低分子物的温度控制在150‑180℃。
根据权利要求1所述的一种羟基封端聚二甲基硅氧烷的制备方法，其特征在于：缩合反应的反应温度控制在70‑120℃。
根据权利要求1所述的一种羟基封端聚二甲基硅氧烷的制备方法，其特征在于：
具体工艺步骤：
a、精制过程：将200份粘度为65mm2/s的羟基封端聚二甲基硅氧烷在薄膜蒸发器中脱除低分子物，脱除低分子物的温度控制在160℃，压力1KPa，3小时，降温后脱色过滤；
b、缩合反应：精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷投入反应釜中，加入硅醇钾，硅醇钾的投入量为精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷的10ppm，开启搅拌，并通入氮气，吹出缩合反应得到的水；反应温度控制在110℃，在线粘度计设定参数，当粘度达到1000mm2/s，停止通氮气，加入10ppm的磷酸硅醇盐中和2小时。

说明书一种羟基封端聚二甲基硅氧烷的制备方法
技术领域
本发明涉及化工领域，尤其是一种羟基封端聚二甲基硅氧烷制备方法。
背景技术
以羟基封端聚二甲基硅氧烷为基料制成的有机硅橡胶，具有粘接性好、对多种底材无需底漆、极佳的电气绝缘性、极佳的耐候性、耐臭氧性和抗化学侵蚀性、成型方便等特点，广泛应用于配制电气、电子装置用胶粘剂、灌封料、密封剂等，有助于密封、保护极为敏感的电路、半导体及设备，使其免受污染、热量、意外的损坏，保证电子设备长期稳定及性能。
目前市场上常规的羟基封端聚二甲基硅氧烷制备方法为以八甲基环四硅氧烷、有机硅混合环体或有机硅水解物为原料在催化剂的作用下聚合，再脱除低分子物得到，该方法制得的羟基封端聚二甲基硅氧烷，其聚合度20以下的低分子物的含量难以低于0.5%，在实际应用中，该低分子物易挥发及渗出，往往会造成电接点故障及对电子设备的污染，影响电子设备的稳定和性能。文献中介绍需在真空薄膜蒸发器在高温高真空处理，或使用有机溶剂有选择性地洗除低分子物，这样制备成本较高，高温容易使产品黄变，影响产品性能，有机溶剂对环境有影响。
在航空、航天所用到的粘合剂、密封剂、灌封剂要求有更高的低挥发份要求，以承受恶劣的压力和温度极限，现有技术无法满足该要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种羟基封端聚二甲基硅氧烷的制备方法，其原料易得，工艺简单，无污染，产品性能满足航空航天要求。
低粘度的羟基封端聚二甲基硅氧烷易于脱除低分子物，本发明先将低粘度的羟基封端聚二甲基硅氧烷进行脱除低分子物精制处理，使其达到0.03%以下挥发份含量指标，再将精制后的封端聚二甲基硅氧烷在硅醇钾的催化反应下合成粘度更高的羟基封端聚二甲基硅氧烷，该方法制备的羟基封端聚二甲基硅氧烷具有较低的低分子物含量，克服现有制备方法存在的挥发份含量过高的情况。
实现上述目的的技术方案是：
a、精制过程：将粘度为30‑100mm2/s的羟基封端聚二甲基硅氧烷在薄膜蒸发器中脱除低分子物，脱除低分子物温度控制在150‑180℃，压力1‑2KPa，3‑5小时，降温后脱色过滤；
b、缩合反应：精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷投入反应釜中，加入硅醇钾，硅醇钾的投入量为精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷的5‑20ppm，开启搅拌，并通入氮气，吹出缩合反应得到的水；反应温度控制在70‑120℃，在线粘度计设定参数，当粘度达到目标黏度时，停止通氮气，加入与硅醇钾催化剂同样质量的磷酸或磷酸硅醇盐中和1‑2小时，即得到所需的羟基封端聚二甲基硅氧烷，该产品挥发份含量小于0.03%。
本发明第一步是先将低粘度30‑100mm2/s的羟基封端聚二甲基硅氧烷于150‑180℃进行精制，使其达到0.03%以下挥发份含量指标，第二步是于70‑120℃经缩合反应合成粘度更高500‑200000mm2/s的羟基封端聚二甲基硅氧烷，该方法克服现有制备方法存在的挥发份含量过高的情况，具有成品含较低的低分子物含量，粘度稳定，挥发组分含量低，满足市场高质量的需要，且制备工艺简单、无污染等优点。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，以助于理解本发明的内容。
实施例1：
一种羟基封端聚二甲基硅氧烷的制备方法，具体工艺步骤为：
a、精制过程：将200份粘度为65mm2/s的羟基封端聚二甲基硅氧烷在薄膜蒸发器中脱除低分子物，脱除低分子物温度控制在160℃，压力1KPa，3小时，降温后脱色过滤；
b、缩合反应：精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷投入反应釜中，加入硅醇钾，硅醇钾的投入量为精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷的10ppm，开启搅拌，并通入氮气，吹出缩合反应得到的水；反应温度控制在90℃，在线粘度计设定参数，当粘度达到1000mm2/s，停止通氮气，加入10ppm的磷酸硅醇盐中和2小时。
实施例2：
一种羟基封端聚二甲基硅氧烷的制备方法，具体工艺步骤为：
a、精制过程：将200份粘度为30mm2/s的羟基封端聚二甲基硅氧烷在薄膜蒸发器中脱除低分子物，脱除低分子物温度控制在180℃，压力2KPa，5小时，降温后脱色过滤；
b、缩合反应：精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷投入反应釜中，加入硅醇钾，硅醇钾的投入量为精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷的5ppm，开启搅拌，并通入氮气，吹出缩合反应得到的水；反应温度控制在100℃，在线粘度计设定参数，当粘度达到1500mm2/s，停止通氮气，加入5ppm的磷酸硅醇盐中和2小时。
实施例3：
一种羟基封端聚二甲基硅氧烷的制备方法，具体工艺步骤为：
a、精制过程：将200份粘度为100mm2/s的羟基封端聚二甲基硅氧烷在薄膜蒸发器中脱除低分子物，脱除低分子物温度控制在150℃，压力1KPa，3小时，降温后脱色过滤；
b、缩合反应：精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷投入反应釜中，加入硅醇钾，硅醇钾的投入量为精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷的20ppm，开启搅拌，并通入氮气，吹出缩合反应得到的水；反应温度控制在70℃，在线粘度计设定参数，当粘度达到2000mm2/s，停止通氮气，加入20ppm的磷酸硅醇盐中和1小时。
实施例4：
一种羟基封端聚二甲基硅氧烷的制备方法，具体工艺步骤为：
a、精制过程：将200份粘度为120mm2/s的羟基封端聚二甲基硅氧烷在薄膜蒸发器中脱除低分子物，脱除低分子物温度控制在200℃，压力3KPa，6小时，降温后脱色过滤；
b、缩合反应：精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷投入反应釜中，加入硅醇钾，硅醇钾的投入量为精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷的30ppm，开启搅拌，并通入氮气，吹出缩合反应得到的水；反应温度控制在135℃，在线粘度计设定参数，当粘度达到1000mm2/s，停止通氮气，加入30ppm的磷酸硅醇盐中和3小时。
实施例5：
一种羟基封端聚二甲基硅氧烷的制备方法，具体工艺步骤为：
a、精制过程：将200份粘度为20mm2/s的羟基封端聚二甲基硅氧烷在薄膜蒸发器中脱除低分子物，脱除低分子物温度控制在140℃，压力0.75KPa，2.5小时，降温后脱色过滤；
b、缩合反应：精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷投入反应釜中，加入硅醇钾，硅醇钾的投入量为精制后的羟基封端聚二甲基硅氧烷的3ppm，开启搅拌，并通入氮气，吹出缩合反应得到的水；反应温度控制在145℃，在线粘度计设定参数，当粘度达到1000mm2/s，停止通氮气，加入3ppm的磷酸硅醇盐中和0.5小时。
实验例
检测成品挥发份含量，并记录数据，结果见下表：
表1   指标比较
实施例挥发份含量（%）实施例10.022实施例20.026实施例30.025实施例42.431实施例53.579
      结果表明，实施例1‑3均优于范围外实施例4‑5，成品中挥发份含量在0.03以下，且实施例1效果最优。实施例1‑3与实施例4‑5对比，仅是工艺参数不同，可见科学的反应温度、压力等参数可有效确保产物的纯度，其中精制过程的脱除低分子物温度和缩合反应的反应温度为关键参数。