一种羟丙基含氟硅氧烷的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种羟丙基含氟硅氧烷的制备方法。
[0002]背景介绍
[0003]羟丙基含氟硅氧烷具有优异的耐油、耐溶剂、耐化学试剂性能，并具有润滑、憎水、憎油、脱模、消泡及抗污性。适用作经常接触湿气、高温、溶剂、燃料及化学药品的真空栗或齿轮用润滑油，各类体系用消泡剂，特别是溶剂基洗涤液用消泡剂。由于羟丙基含氟硅油的相对密度较大，而适用作惯性导航系统作漂浮介质，利用长链含氟硅氧烷的优异耐溶剂性，使其可用作气相色谱的分离相。共聚物的边缘润滑性优良，较之均聚物更适合用作润滑脂基础油，利用氟烃基硅油的表面活性，特别是它的憎水、憎油、防污性，已被大量用作高档织物及皮革等的后加工整理剂。
[0004]含氟硅氧烷同时具有优良的耐水、耐溶剂、耐热性、低表面自由能等性能，在材料表面产生氟元素富集效应，用含氟聚合物改善材料表面性能是研究的一个热点。用含氟聚合物对水性聚氨酯的改性研究已有许多报道，通过在水性聚氨酯中引入含氟基团可得到氟改性超聚氨酯，含氟链段对主链及内部分子形成“屏蔽保护”，不仅可提高碳碳键的稳定性，使含氟水性聚合物物理性能稳定，还提高涂层的耐水性、耐侯性、耐油性、抗污性。
[0005]由于市场上的氟硅油普遍为硅原子与羟基直接相连，这直接抑制了羟基的活性，降低了羟基氟硅油的使用价值。本专利合成的羟丙基硅油具有比普通羟基硅油具有更好的羟基活性，具有很好的市场价值，并且可以通过改变D3F与D4的不同配比，从而得到不同分子量的羟丙基硅油。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种羟丙基含氟硅氧烷的制备方法。本发明主要包括羟丙基封端剂的合成以及运用其来封端三氟丙基甲基环三硅氧烷和八甲基环四硅氧烷的开环聚合物。以获得一种具有更高羟基活性，更稳定的一种羟丙基含氟硅氧烷。
[0007]本发明的技术方案是:
[0008]1、一种羟丙基含氟硅氧烷的制备方法，其特征步骤为:
[0009](1)羟丙基封端剂的合成:将一定量的丙烯醇、催化剂、阻聚剂和副反应抑制剂混合加入到250ml三口烧瓶中，在氮气保护下，升温至80°C，缓慢滴加四甲基二氢硅氧烷，滴完后保温5h，旋蒸脱去低沸物，即可得到澄清透明的羟丙基硅氧烷；
[0010](2)将一定量的八甲基环四硅氧烷(D4)和三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)升温至80-100°C，真空脱水处理2h，以脱去单体内的水分和低聚物；
[0011](3)催化剂碱胶的合成:在配有机械搅拌、温度计的250ml四口瓶中，按一定比例加入单体D3F或者D4和催化剂，反应温度为100°C，至应物粘度逐渐增大至粘稠状，反应物达透明或半透明状，即可停止反应，冷却出料；
[0012](4)羟丙基含氟硅氧烷的合成:在装有搅拌器、温度计的250ml圆底四口烧瓶中依次加入真空脱水处理的八甲基环四硅氧烷(D4)和羟丙基封端剂以及催化剂碱胶，升温到80°C后，滴加一定量的三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)，控制滴加时间为30min，滴加完毕后保温反应4h，滴加入中止剂，调制PH为中性，而后旋蒸除去低沸物，即得端羟丙基含氟聚硅氧烷。
[0013]2、如权利要求1所述的一种羟丙基含氟硅氧烷制备方法，其特征在于:
[0014]步骤(1)所述催化剂为铂-乙烯基硅氧烷螯合物、氯铂酸中的至少一种；
[0015]步骤(1)所述阻聚剂为为对苯二酚、4-甲氧基酚、对叔丁基邻苯二酚中的至少一种；
[0016]步骤(1)所述副反应抑制剂为丙酸钠，柠檬酸钠中的至少一种；
[0017]步骤(3)中所述催化剂为氢氧化锂(L1H)、氢氧化钠(NaOH)中的至少一种；
[0018]步骤(3)中所述单体与催化剂的比例为100:2 ；
[0019]步骤⑷中所述中止剂为磷酸。
【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]羟丙基封端剂的合成:将13.35g丙烯醇、0.0lg催化剂铂-乙烯基硅氧烷螯合物、0.02g对苯二酚和0.04g丙酸钠混合加入到250ml单口烧瓶中，在氮气保护下，升温至80°C，缓慢滴加13.4g四甲基二氢硅氧烷，滴完后保温5h，旋蒸脱去低沸物，即可得到澄清透明的羟丙基硅氧烷；
[0022]将20g八甲基环四硅氧烷(D4)和20g三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)分别升温至80°C，真空脱水处理2h，以脱去单体内的水分和低聚物；
[0023]催化剂碱胶的合成:在配有机械搅拌、温度计的250ML四口瓶中，分别加入100g单体D3F和2g氢氧化锂，反应温度为100°C，至应物粘度逐渐增大至粘稠状，反应物达透明或半透明状，即可停止反应，冷却出料；
[0024]羟丙基含氟硅氧烷的合成:在装有搅拌器、温度计的250ml圆底四口烧瓶中依次加入真空脱水处理的25g八甲基环四硅氧烷(D4)和6g羟丙基封端剂以及催化剂碱胶
0.5g，升温到90°C后，滴加11.95g三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)，滴加完毕后保温反应4h，滴加入0.5g磷酸，调制PH为中性，而后旋转蒸发除去低沸物，即得端羟丙基含氟聚硅氧烧。
[0025]实施例2
[0026]羟丙基封端剂的合成:将13.35g丙烯醇、0.001 g催化剂氯铂酸、0.02g阻聚剂4-甲氧基酚和0.04g柠檬酸钠混合加入到250ml单口烧瓶中，在氮气保护下，升温至80 °C，缓慢滴加13.4g四甲基二氢硅氧烷，滴完后保温5h，旋蒸脱去低沸物，即可得到澄清透明的羟丙基硅氧烷；
[0027]将20g八甲基环四硅氧烷(D4)和20g三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)分别升温至80°C，真空脱水处理2h，以脱去单体内的水分和低聚物；
[0028]催化剂碱胶的合成:在配有机械搅拌、温度计的250ml四口瓶中，分别加入100g单体D4和2g氢氧化锂，反应温度为100°C，至应物粘度逐渐增大至粘稠状，反应物达透明或半透明状，即可停止反应，冷却出料；
[0029]羟丙基含氟硅氧烷的合成:在装有搅拌器、温度计的250ml圆底四口烧瓶中依次加入真空脱水处理的25g八甲基环四硅氧烷(D4)和3g羟丙基封端剂以及催化剂碱胶
0.5g，升温到90°C后，滴加11.95g三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)，滴加完毕后保温反应4h，滴加入0.5g磷酸，调制PH为中性，而后旋蒸除去低沸物，即得端羟丙基含氟聚硅氧烷。
【主权项】
1.一种羟丙基含氟硅氧烷的制备方法，其特征步骤为: (1)羟丙基封端剂的合成:将一定量的丙烯醇、催化剂、阻聚剂和副反应抑制剂混合加入到250ml三口烧瓶中，在氮气保护下，升温至80°C，缓慢滴加四甲基二氢硅氧烷，滴完后保温5h，旋蒸脱去低沸物，即可得到澄清透明的羟丙基硅氧烷； (2)将一定量八甲基环四硅氧烷(D4)和三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)升温至80°C，真空脱水处理2h，以脱去单体内的水分和低聚物； (3)催化剂碱胶的合成:在配有机械搅拌、温度计的250ml四口瓶中，按一定比例加入单体D3F或者D4和催化剂，反应温度为100°C，至反应物粘度逐渐增大至粘稠状，反应物达透明或半透明状，即可停止反应，冷却出料； (4)羟丙基含氟硅氧烷的合成:在装有搅拌器、温度计的250ml圆底四口烧瓶中依次加入真空脱水处理的八甲基环四硅氧烷(D4)和羟丙基封端剂以及催化剂碱胶，升温到80°C后，滴加一定量三氟丙基甲基环三硅氧烷(D3F)，控制滴加时间为30min，滴加完毕后保温反应4h，滴加入中止剂，调制PH为中性，而后旋蒸除去低沸物，即得端羟丙基含氟聚硅氧烷。2.如权利要求1所述的一种羟丙基含氟硅氧烷制备方法，其特征在于: 步骤(1)所述催化剂为铂-乙烯基硅氧烷螯合物、氯铂酸中的至少一种； 步骤(1)所述阻聚剂为为对苯二酚、4-甲氧基酚、对叔丁基邻苯二酚中的至少一种； 步骤(1)所述副反应抑制剂为丙酸钠，柠檬酸钠中的至少一种； 步骤(3)中所述催化剂为氢氧化锂(L1H)、氢氧化钠(NaOH)中的至少一种； 步骤⑶中所述单体与催化剂的比例为100:2 ; 步骤(4)中所述中止剂为磷酸。
【专利摘要】本发明涉及一种羟丙基含氟硅氧烷的制备方法。本发明利用羟丙基封端剂对含氟环状硅氧烷的开环物进行封端，从而得到羟丙基含氟硅氧烷。本发明的羟丙基含氟硅氧烷可以通过调节不同羟丙基封端剂的含量，得到不同分子量的羟丙基含氟硅油，从而调节含氟量，本发明的羟丙基含氟硅油较普通的羟基硅油具有更好的羟基活性和稳定性。具有较好的应用前景和市场价值。
【IPC分类】C08G77/24, C08G77/16
【公开号】CN105384937
【申请号】CN201510940726
【发明人】姚伯龙, 郑春森, 赵海平, 王利魁, 李洪萍
【申请人】江南大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年12月16日