專利名稱：一種新型改性硅油的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬有機材料加工制備技術領域，涉及一種有機硅油類新型 助劑的合成方法，特別是一種新型改性硅油的制備方法。
背景技術：
硅油是一類品種、系列較多，應用范圍較廣的有機硅產(chǎn)品。硅油 通常分為普通硅油和改性硅油兩大類。改性硅油是二甲基硅油分子中 的側鏈、 一端或兩端引入各種有機取代基，具有有機基團與二甲基硅 油相互影響性能的特種硅油。按取代基的不同可分為反應性改性硅油 和非反應性改性硅油兩大類。改性硅油由于取代基性質和數(shù)量不同， 其特性也有很大差異。目前改性硅油主要有氨基硅油、環(huán)氧改性硅油、 羧基改性硅油、醇基改性硅油、酚基改性硅油、巰基改性硅油、聚醚 改性硅油、含氟改性硅油等。硅油及改性硅油應用十分廣泛，在化妝 品、醫(yī)療、紡織、食品和機械等領域有廣泛的應用。經(jīng)檢索，目前國 內(nèi)外專利和文獻尚未報道本發(fā)明涉及的新型改性硅油，而此新型硅油 在工業(yè)上特別是紡織整理方面具有廣泛的應用價值和前景?，F(xiàn)有的硅 油助劑普遍存在著制備工藝復雜，產(chǎn)品結構不純，反應活性低，質量 難以保證，而且制備成本較高等缺點。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的缺點，尋求提供一種具有 高反應活性的改性硅油的合成方法，該改性硅油原料易得，合成方法 簡單，反應條件易控制，易分離，成本低，可增加改性硅油的應用范 圍和使用效果。其制備的改性硅油具有下列分子結構
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為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的合成步驟包括醇基硅油的磺酸化反 應和目標產(chǎn)物4-碘丁基二甲基硅油醚的合成兩部分
(1)醇基硅油的磺酸化反應在干燥容器和氮氣保護環(huán)境中，將催化劑2 2. 2倍摩爾量的聚(4-乙烯吡啶)，0. 2倍摩爾量的無水二 氯甲垸和1.2倍摩爾量的三氟甲磺酸酐加入氮氣保護下的反應釜室 溫下攪拌均勻，然后將羥基摩爾當量為1100-1120的單羥基二甲基硅 油A (0H-PDMS)以1倍摩爾量滴加到混合物中，室溫下攪拌反應10 20分鐘，將反應溶液過濾除去鹽及未反應的聚(4-乙烯吡啶)，所得 溶液在分液漏斗中經(jīng)碳酸氫鈉溶液水洗分液，所得有機溶液經(jīng)干燥、 旋轉蒸發(fā)再真空干燥得固體產(chǎn)物三氟甲磺酸二甲基硅油酯B;其化學
反應如下
CH3
CH3CH2CH2CH2—SiO畫 CH3
H3
-Si——O-CH3
CH3 ~Si-
-CH2CH2CH2~OH
(CF3S02)20 聚(冬乙烯吡啶)
CH，CI,rt.
n CH3
H3
CH3CH2CH2CHj~SiO畫 CH3
CH3
-Si——O-CH3
9H3
O
一Si — CH2CH2CH2——O—S—CF3
I II n CH3 O
(2)目標產(chǎn)物的合成在干燥容器和氮氣保護環(huán)境中，將0.2倍 摩爾量的苯，1.2倍摩爾量的無水碘甲烷，按二甲基硅油所含羥基摩
爾當量計算的1倍摩爾量的中間體B和1.2倍摩爾量的四氫呋喃 (THF)加入氮氣保護下的反應釜5(TC下攪拌3 4小時，將反應溶 液過濾除去鹽，所得溶液在分液漏斗中經(jīng)乙醚溶液萃取分液，所得有 機溶液經(jīng)干燥、旋轉蒸發(fā)再真空干燥得最終產(chǎn)物，即4-碘丁基二甲 基硅油醚，其化學反應如下
CH3
CH3CH2CH2CH2- O
CH3
CH3
-Si-O-
CH3
■Si-CH2CH2CH2—OCH2CH2CH2CH2I
CH3Jn CH:
4-碘丁基二甲基硅油醚
本發(fā)明由于在硅油一端引入了易于離去的活潑基團碘，因此賦
CH3
CH3CH2CH2CHj~SiO CH3
CH2CH2CH2-O——存——CF3-
四氫呋喃
CH3I /苯
K .1 H3
c— s—c
o
H
c-
H
sIc予了此硅油良好的反應活性，可以在其它聚合物中容易地以共價鍵的 結合引入聚硅氧烷鏈段，達到更好的附著性能；其整個工藝合成簡單， 反應條件易控，易分離，所制備的改性硅油產(chǎn)品4-碘丁基二甲基硅 油醚成本低，使用效果好。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例均在干燥容 器與氮氣保護環(huán)境中進行。 實施例1:
(1) 硅油磺酸酯的合成 在恒溫水浴磁力攪拌器中用鐵架臺固定一只三口 200ml燒瓶，安
裝氮氣循環(huán)保護裝置，加入21g (0. 2mo1)的聚(4-乙烯吡啶)，16. 8g (0.2邁o1)的無水二氯甲烷和33.8g(0.12mol)的三氟甲磺酸酐，室 溫下攪拌均勻，然后將lllg(O. lmol)單羥基二甲基硅油A(0H-PDMS) (羥基摩爾當量為1100-1120)滴加到混合物中，室溫下攪拌反應10 分鐘，將反應溶液過濾除去鹽及未反應聚(4-乙烯吡啶)，并用10ml 二氯甲烷溶液沖洗沉淀物，然后將所得溶液置于分液漏斗中加適量碳 酸氫鈉溶液水洗分層，將所得有機層溶液加適量無水硫酸鎂干燥，再 經(jīng)旋轉蒸發(fā)后放在真空干燥器24小時得白色結晶固體產(chǎn)物三氟甲磺 酸二甲基硅油酯B97. 7g，產(chǎn)率為88. 0%。
(2) 目標產(chǎn)物新型改性硅油的合成
在恒溫水浴磁力攪拌器中用鐵架臺固定一只三口 200ml燒瓶，安 裝氮氣循環(huán)保護裝置，加入15.6g (0.2mol)的苯、17g (1.2mol) 的無水碘甲烷、lllg (O.lmol)(按二甲基硅油羥基摩爾當量計算) 的中間體B和8.6g (1.2mol)的四氫呋喃(THF) 50。C下攪拌3小時， 將反應溶液過濾除去鹽并用10ml苯溶液沖洗，所得溶液在分液漏斗 水洗分層，并用乙醚溶液萃取有機溶液，所得有機溶液加適量無水硫 酸鎂干燥，再經(jīng)旋轉蒸發(fā)后放在真空干燥器24小時得白色結晶固體 最終產(chǎn)物，即4-碘丁基二甲基硅油醚74.4g，產(chǎn)率為67.0%。
實施例2:(1)硅油磺酸酯的合成
在恒溫水浴磁力攪拌器中用鐵架臺固定一只三口 200ml燒瓶，安 裝氮氣循環(huán)保護裝置，加入21g (0. 2mo1)的聚(4-乙烯吡啶)，r6. 8g (0.2mol)的無水二氯甲烷和33.8g(0.12mol)的三氟甲磺酸酐，室 溫下攪拌均勻，然后將lllg(O. lmol)單羥基二甲基硅油A(0H-PDMS) (羥基摩爾當量為1100-1120)滴加到混合物中，室溫下攪拌反應20 分鐘，將反應溶液過濾除去鹽及未反應的聚(4-乙烯吡啶)，并用10ml 二氯甲烷溶液沖洗沉淀物，然后將所得溶液置于分液漏斗中加適量碳 酸氫鈉溶液水洗分層，將所得有機層溶液加適量無水硫酸鎂干燥，再 經(jīng)旋轉蒸發(fā)后放在真空干燥器24小時得白色結晶固體產(chǎn)物三氟甲磺 酸二甲基硅油酯B97.9g，產(chǎn)率為88.2%。 (2)目標產(chǎn)物新型改性硅油的合成
在恒溫水浴磁力攪拌器中用鐵架臺固定一只三口 200ml燒瓶，安 裝氮氣循環(huán)保護裝置，加入15. 6g C0.2mo1)的苯，17g (1.2mol) 的無水碘甲烷，lllg (0. lmol)(按二甲基硅油羥基摩爾當量計算) 的中間體B和8.6g C1.2mo1)的四氫呋喃(THF) 5(TC下攪拌4小時， 將反應溶液過濾除去鹽并用10ml苯溶液沖洗，所得溶液在分液漏斗 水洗分層，并用乙醚溶液萃取有機溶液，所得有機溶液加適量無水硫 酸鎂干燥，再經(jīng)旋轉蒸發(fā)后放在真空干燥器24小時得白色結晶固體 最終產(chǎn)物，即4-碘丁基二甲基硅油醚74.7g，產(chǎn)率為67.3%。
經(jīng)過上述實施例的工藝過程分析，即對其所制得的4-碘丁基二 甲基硅油醚產(chǎn)品進行測試，其結果說明，本發(fā)明合成工藝簡單易控， 產(chǎn)品成本低，性能優(yōu)良，收率高，使用效果好，應用范圍廣泛。
權利要求
1、一種新型改性硅油的制備方法，其特征在于合成步驟包括醇基硅油的磺酸化反應和目標產(chǎn)物4-碘丁基二甲基硅油醚的合成(1)醇基硅油的磺酸化反應在干燥容器和氮氣保護環(huán)境中，將催化劑2～2.2倍摩爾量的聚(4-乙烯吡啶)、0.2倍摩爾量的無水二氯甲烷和1.2倍摩爾量的三氟甲磺酸酐加入氮氣保護下的反應釜室溫下攪拌均勻，然后將羥基摩爾當量為1100-1120的單羥基二甲基硅油A(OH-PDMS)以1倍摩爾量滴加到混合物中，室溫下攪拌反應10～20分鐘，將反應溶液過濾除去鹽及未反應的聚(4-乙烯吡啶)，所得溶液在分液漏斗中經(jīng)碳酸氫鈉溶液水洗分液，所得有機溶液經(jīng)干燥、旋轉蒸發(fā)再真空干燥得固體產(chǎn)物三氟甲磺酸二甲基硅油酯B；其化學反應如下(2)目標產(chǎn)物的合成在干燥容器和氮氣保護環(huán)境中，將0.2倍摩爾量的苯、1.2倍摩爾量的無水碘甲烷、按二甲基硅油所含羥基摩爾當量計算的1倍摩爾量的中間體B和1.2倍摩爾量的四氫呋喃(THF)加入氮氣保護下的反應釜50℃下攪拌3～4小時，將反應溶液過濾除去鹽，所得溶液在分液漏斗中經(jīng)乙醚溶液萃取分液，所得有機溶液經(jīng)干燥、旋轉蒸發(fā)再真空干燥得最終產(chǎn)物，即4-碘丁基二甲基硅油醚，其化學反應如下4-碘丁基二甲基硅油醚
全文摘要
本發(fā)明屬材料加工技術領域，涉及一種有機硅油類新型助劑的制備方法，包括醇基硅油磺酸化反應和目標產(chǎn)物4-碘丁基二甲基硅油醚合成，在干燥容器和氮氣保護環(huán)境中，將催化劑聚(4-乙烯吡啶)、無水二氯甲烷和三氟甲磺酸酐加入反應釜室溫攪拌均勻后將單羥基二甲基硅油滴加到混合物中，室溫攪拌反應液過濾除去鹽及未反應的聚(4-乙烯吡啶)，得溶液經(jīng)碳酸氫鈉水洗分液后經(jīng)干燥、蒸發(fā)再真空干燥得固體產(chǎn)物中間體，將苯、無水碘甲烷、中間體和四氫呋喃加入氮氣保護下的反應釜50℃攪拌，反應液過濾除鹽，在分液漏斗中經(jīng)乙醚溶液萃取分液，經(jīng)干燥、蒸發(fā)再真空干燥得4-碘丁基二甲基硅油醚，其工藝過程簡單，反應條件易控，產(chǎn)品得率高，質量好。
文檔編號C08G77/00GK101671437SQ200910019529
公開日2010年3月17日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權日2009年9月30日
發(fā)明者洲 呂, 群 李, 董朝紅 申請人:青島大學