一种固载化配合铂催化剂、聚醚改性硅氧烷及制备方法与流程

本发明属于铂催化剂，具体涉及一种固载化配合铂催化剂、聚醚改性硅氧烷及制备方法。

背景技术：

1、聚醚改性硅氧烷根据硅氧烷链段上的硅原子与聚醚链段的连接形式可以分为水解型和非水解型，其中以si-o-c键联接的称为水解型，其结构不稳定且易于水解；而以si-c键联接的称为非水解型，结构稳定、不易水解。因非水解型聚醚改性硅氧烷特殊的结构性能，成为了改性硅氧烷产品中产量最大的一个品种，在纺织、轻工、医疗、涂料等多个领域表现出广阔的应用前景。

2、目前合成聚醚改性硅氧烷主要利用了硅氧烷与聚醚之间的硅氢加成反应，该类反应的发生需要在催化剂的作用下才能进行。目前来看，一方面可以通过紫外光、过氧化物、偶氮化合物或加热等方式进行反应的催化，但由于选择性差、在一些体系中难以避免不饱和键的聚合等副反应的发生而受到了极大的限制。另一方面可以利用过渡金属，像铂、钯、锗作为反应的催化剂。

3、目前合成聚醚改性硅氧烷的催化剂主要是均相铂催化剂，使用时需要将其先与有机溶剂作用，后与反应物共存于液相中进行硅氢加成反应。但由于使用过的催化剂难以从体系中分离回收，造成贵金属铂的浪费，同时也因产物中存在催化剂残留，较易腐蚀金属容器，还会影响产品颜色外观，并且对于某些反应具有催化活性低的缺陷，导致最终的产品质量较差。

4、综上所述，寻找一种绿色经济且易制备的催化剂并应用于硅氢加成反应体系中制备出性能优异的聚醚改性硅氧烷显得尤为重要。

技术实现思路

1、针对现有的技术缺陷，本发明提供一种固载化配合铂催化剂、聚醚改性硅氧烷及制备方法。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

3、根据本发明实施例的第一方面，本发明提供一种固载化配合铂催化剂的制备方法，包括：

4、将聚乙二醇、铂源溶于乙醇中，得混合溶液；

5、加入载体，浸渍，烘干，得所述固载化配合铂催化剂；

6、其中，所述铂源为氯铂酸-异丙醇溶液，所述混合溶液中铂元素的摩尔浓度为0.01～0.04mol/l。

7、本发明发现，采用浸渍法制备固载化配合铂催化剂时，通过使用聚乙二醇，能够显著提高浸渍液在载体上的负载量，进而提高所得催化剂的活性。

8、进一步地，所述聚乙二醇作络合剂，其与乙醇的质量体积比为1.5～2.5g：15ml。

9、进一步地，所述载体为硅胶、al2o3或活性炭，所述载体与聚乙二醇的质量比为4.0～6.0：1.5～2.5。

10、进一步地，所述浸渍的时间为24～36h，所述烘干的温度为80～100℃。

11、根据本发明实施例的第二方面，本发明提供一种固载化配合铂催化剂，其由如上任一项所述的方法制成。

12、根据本发明实施例的第三方面，本发明提供一种聚醚改性硅氧烷的制备方法，包括如下步骤：

13、聚醚和如上所述的固载化配合铂催化剂在75～80℃下加热30～60min，之后加入硅氧烷，升温至120～140℃保温反应5～8h，其中，所述硅氧烷的分子量为250～20000，含氢量为0.2％～1.0％。

14、进一步地，所述硅氧烷与聚醚的摩尔比为1.0:1.0～1.5；以硅氧烷与聚醚的总质量为基准，所述固载化配合铂催化剂的用量为10～35μg/g。

15、在一些具体的实施例中，聚醚改性硅氧烷的制备方法为：将聚醚和上述合成的固载化配合铂催化剂一同加入到装有回流冷凝管、温度计和搅拌器的四口烧瓶中，无需通入氮气将二者搅拌均匀并升温至75～80℃进行催化剂活化30～60min，然后将硅氧烷加入到上述体系中，并升温至120～140℃保温反应5～8h。其中加入的硅氧烷与聚醚的摩尔比1.0:1.0～1.5，固载化配合铂催化剂的用量为10-35μg/g，最后通过含氢量的测定来确定反应中硅氧烷的反应转化率。反应结束后经过滤分离固载化配合铂催化剂，得到聚醚改性硅氧烷。

16、聚醚结构式为：

17、

18、其中：n＝2-7，-r为-h、-ch3或-ch2ch3。

19、硅氧烷结构式为：

20、

21、其中，x，y＝1,2,3···，分子量为250～20000，含氢量为0.2％～1.0％。

22、硅氢加成反应式为：

23、

24、其中，x，y＝1,2,3···，n＝2-7的整数，

25、-r为-h、-ch3或-ch2ch3。

26、根据本发明实施例的第四方面，本发明提供一种聚醚改性硅氧烷，其由如上任一项所述的方法制成。

27、本发明实施例具有如下优点：

28、1、本发明提供的固载化配合铂催化剂制备方法简单易行，回收后可重复利用，使用四次后仍具有较高活性，极大减少生产成本，对环境友好；

29、2、与传统均相铂催化剂和普通固载类催化剂相比，本发明提出的固载化配合铂催化剂具有负载性强、催化活性高的优点；

30、3、本发明提出的制备聚醚改性硅氧烷制备方法简单，催化剂使用量少、产品中无催化剂残留，产品外观清澈透亮且具有极低的表面张力和突出的铺展性能。

技术特征：

1.一种固载化配合铂催化剂的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇与乙醇的质量体积比为1.5～2.5g：15ml。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述载体为硅胶、al2o3或活性炭，所述载体与聚乙二醇的质量比为4.0～6.0：1.5～2.5。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浸渍的时间为24～36h，所述烘干的温度为80～100℃。

5.一种固载化配合铂催化剂，其特征在于，其由权利要求1-4中任一项所述的方法制成。

6.一种聚醚改性硅氧烷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的聚醚改性硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述硅氧烷与聚醚的摩尔比为1.0:1.0～1.5；以硅氧烷与聚醚的总质量为基准，所述固载化配合铂催化剂的用量为10～35μg/g。

8.一种聚醚改性硅氧烷，其特征在于，其由权利要求6或7所述的方法制成。

技术总结
本发明实施例公开了一种固载化配合铂催化剂、聚醚改性硅氧烷及制备方法。一种固载化配合铂催化剂的制备方法，包括：将聚乙二醇、铂源溶于乙醇中，得混合溶液；加入载体，浸渍，烘干，得所述固载化配合铂催化剂；其中，所述铂源为氯铂酸‑异丙醇溶液，所述混合溶液中铂元素的摩尔浓度为0.01～0.04mol/L。本发明提供的固载化配合铂催化剂制备方法简单易操作，且其较均相催化剂催化活性更高，易回收可重复利用，能有效降低生产成本，对环境友好。利用上述固载化配合铂催化剂合成聚醚改性硅氧烷，副反应物少，产物外观清澈透亮且具有极低的表面张力和突出的铺展性能。

技术研发人员：王晓艳,张玉春,张建森,张莹
受保护的技术使用者：优美特（北京）环境材料科技股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13