专利名称：一种低分子量羟基封端氟硅油的合成方法
技术领域：
本发明涉及低分子量羟基封端氟硅油的制备，尤其是以杂多酸为催化剂，将1，3， 5-三(三氟丙基)-1，3，5_三甲基环三硅氧烷(D/)溶于极性溶剂中以蒸馏水为封端剂回流 反应，进行低分子量羟基封端氟硅油的合成方法。
背景技术：
低分子量羟基封端氟硅油是一种主链为含硅氧结构、侧链为含氧结构，两端为羟 基的特种合成材料。这种材料的特殊化学结构不仅具有一般氟硅聚合物的耐高低温、耐燃 油的特性，而且由于大量硅羟基的存在又有很大的化学活泼性，从而用途更为广泛。如作为 氟硅橡胶的中间体及分子量调节剂，与有机单体接枝生成具有特殊性能的共聚物，以及作 为织物憎水、憎油的整理剂，有机溶剂的消泡剂，化妆品中的添加剂，特别是可以用来作热 硫化氟硅橡胶的结构化控制剂。制备高温硫化氟硅橡胶时，需要加入大量的补强填料-白炭黑。但是白炭黑表面 含有活性Si-OH基，其活性Si-OH基会与硅橡胶生胶分子的Si-OH基或端Si-OH基作用生 成氢键，产生物理吸附和化学结合，则使得白炭黑很难均勻分散在硅橡胶胶料中，并且混炼 的胶料在存放过程中会慢慢变硬，可塑性降低，逐渐失去反炼和加工工艺性能。结构化控制 剂的作用就是与白炭黑表面的Si-OH基作用，使其失活，改善白炭黑粒子与硅橡胶生胶分 子之间的亲和性。控制白炭黑对硅橡胶生胶分子的物理吸附和化学结合，抑制氢键的生成， 从而达到预防结构化的目的。通过试验证明，当加入低分子量羟基封端氟硅油后，预混胶色 泽、光度都非常好，并且没有出现结构化现象，产品通过测试，其撕裂强度和拉伸强度明显 增强，结果十分理想。另外，本发明也涉及到使用一种新型催化剂-杂多酸。杂多酸是由杂原子(P、Si、 Fe、Co等)和多原子(如M0、W、V、Nb、Ta等)，按一定的结构通过氧原子配位桥联组成的一类 含氧多酸，具有很高的催化活性，其稳定性好，可做均相及非均相反应，是一种多功能的新 型催化剂。本发明所涉及到钨磷酸具有沸石一样的笼型结构，体相内的杂多离子之间有一定 空隙，有些极性分子可进出。因此，在固体催化剂杂多酸表面上发生的变化，可迅速地扩及 体相内的各处，这样钨磷酸如同以浓溶液作催化剂一样，也具有均相催化反应的特点。
发明内容
本发明的目的是提供一种低分子量羟基氟硅油的制备方法，该方法不 仅操作简捷、经济适用，而且收率很高，所得产品澄清透明，黏度较小，平均硅氧链接数为 3-10，甚至 3-6。本发明提供的一种低分子量羟基封端氟硅油的制备方法如下
1、提供1，3，5_三(三氟丙基)-1，3，5_三甲基环三硅氧烷(D/)，所述的1，3，5_三(三氟 丙基)-1,3,5-三甲基环三硅氧烷具有如下结构式
权利要求
一种低分子量羟基氟硅油的合成方法，其特征在于向聚合原料1，3，5 三(三氟丙基) 1，3，5 三甲基环三硅氧烷(D3F)中加入杂多酸催化剂和0.05 1倍D3F质量的封端剂以及0.5 10倍D3F质量的极性溶剂进行本体聚合，所述的杂多酸催化剂的用量为单体总质量的0.1% 10%，将反应物在搅拌条件下,50 80℃回流反应2 12小时，然后降至室温，向体系中加入0.1 5倍催化剂质量的氧化镁和0.1 10倍催化剂质量的硅藻土搅拌10 20分钟过滤，将滤液转移至三口烧瓶在20 60℃，13333 26665Pa的条件下蒸除溶剂，然后缓慢升温至100 140℃，同时将压力调为1333 13333Pa脱除低沸物，得到所需的低分子量羟基氟硅油，平均硅氧链接数为3 10，甚至为3 6。
2.根据权利要求1所述的一种低分子量羟基氟硅油的合成方法，其特征在于催化剂使 用杂多酸，主要是1 :12系列Keggin型结构的杂多酸，其中可选用H3[PW1204(1] -XH2O,H3[PM O12O40] ‘ XH2OH4 [Siff12O40] · XH20、H4 [SiMo12O4tl] ‘ XH2O, (NH4) 6 [H2W12O40] · XH2O 等。
3.根据权利要求1或2所述的一种低分子量羟基氟硅油的合成方法，其特征在于所述 的催化剂为杂多酸，主要是1 :12系列Keggin型结构的杂多酸，较好选用H3 [PW12O4J -XH2O, H3 [PMo12O40] · XH2O,最好选用 H3 [PW12O4J ‘ XH2O0
4.根据权利要求2或3所述的一种低分子量羟基氟硅油的合成方法，其特征在于以杂 多酸为催化剂，其用量为聚合原料(D/)质量的0. 1%_10%，较好为1%-5%。
5.根据权利要求1所述的一种低分子量羟基氟硅油的合成方法，其特征在于所述的封 端剂选用蒸馏水，其用量为聚合原料(D/)质量的0. 05-1倍，较好为0. 1-0. 5倍。
6.根据权利要求1所述的一种低分子量羟基氟硅油的合成方法，其特征在于所述的极 性溶剂其沸点在50-80°C，其中可选用乙醚、乙醇、丙酮、四氢呋喃、乙腈，最好选用丙酮。
7.根据权利要求1或6所述的一种低分子量羟基封端氟硅油的合成方法，其特征在于 所述的极性溶剂的用量为聚合原料(D/)质量的0. 5-10倍，较好为1-5倍。
8.根据权利要求1所述的一种低分子量羟基氟硅油的合成方法，其特征在于所述的回 流反应温度为50-80°C，较好为60-70°C ；反应时间为2_12小时，较好为4_8小时。
9.根据权利要求1所述的一种低分子量羟基氟硅油的合成方法，其特征在于所述的氧 化镁用量为催化剂质量的0. 1-5倍，较好为0. 2-2倍；硅藻土用量为催化剂质量的0. 1-10 倍，较好为1-5倍。
10.根据权利要求1所述的一种低分子量羟基氟硅油的合成方法，其特征在于所述的 滤液在20-60°C，13333-26665Pa的条件下将溶剂彻底蒸除，然后升温至100_140°C，同时调 整压力1333-13333Pa脱除低沸物，得到低分子量羟基氟硅油，平均硅氧链接数为3_10，甚 至 3-6。
全文摘要
本发明涉及一种低分子量羟基氟硅油的合成方法，其特征在于向三口烧瓶中投入一定量的3，3，3-三氟丙基甲基环三硅氧烷，开启搅拌，然后加入一定量的极性溶剂、封端剂及催化剂。缓慢升温至50-80℃，至有回流出现，维持反应直到反应完全。然后降至室温，加入一定量的氧化镁和硅藻土过滤，滤饼用同份溶剂洗涤。将滤液转移至三口烧瓶中调整温度与压力蒸除溶剂，然后脱除低沸物，得到所需产品，具有操作简捷、经济适用，而且收率很高，所得产品澄清透明，黏度较小等优点。
文档编号C07F7/08GK101948481SQ20101029970
公开日2011年1月19日 申请日期2010年10月8日 优先权日2010年10月8日
发明者于鹏飞, 张翚鹰, 解承钢 申请人:威海新元化工有限公司