專利名稱：有機硅磷酸酯的制備方法
技術領域：
本發明涉及有機化學的一般方法，特別是指一種有機硅磷酸酯的制備方法。
背景技術：
現有實際生產中尚沒有有機硅磷酸酯的合成技術，一般是采用甲基環硅氧烷與磷酸混合做成酸膠使用，主要應用于合成室溫硫化的羥基封端聚硅氧烷。目前高溫硫化甲基乙烯基硅橡膠的合成采用傳統的四甲基氫氧化銨的堿膠做催化劑，也僅僅是暫時性催化劑，該催化劑在高溫下分解成三甲胺和甲醇，而且四甲基氫氧化銨的堿膠中有少量的羥基，合成的高溫硫化甲基乙烯基硅橡膠的缺點是易結構化和二次硫化黃變。在當前研究開發用氫氧化鉀的硅醇鉀催化開環聚合高溫硫化甲基乙烯基硅橡膠生膠時，涉及硅醇鉀的中和，考慮甲基環硅氧烷與磷酸混合做成酸膠中帶有水分，易形成端羥基會造成高溫硫化甲基乙烯基硅橡膠發生結構化，因此迫切需要開發一種不影響硅橡膠的透明性能，并與硅橡膠有很好相融性的有機硅磷酸酯。
發明內容
本發明所要解決的技術問題就在于針對開發用氫氧化鉀的硅醇鉀催化開環聚合高溫硫化甲基乙烯基硅橡膠生膠時無法提供合成的有機硅磷酸酯的狀況，提供一種采用有機硅氧烷與五氧化二磷(P2O5)混合，并在一定的溫度和氮氣的保護下進行反應，主要用做氫氧化鉀催化合成甲基乙烯基硅橡膠中和劑的有機硅磷酸酯的制備方法。本發明的有機硅磷酸酯的制備方法以有機硅氧烷和五氧化二磷為原料，其中有機硅氧烷選用低黏度的聚二甲基硅氧烷，原料配比有機硅氧烷70～97.8質量份、五氧化二磷2.2～30質量份；控制條件攪拌速度大于70轉/分鐘、控制溫度100～170℃、氮氣流量2～3毫升/分鐘。反應至五氧化二磷全部溶解、物料變透明結束，反應時間2～6小時。有機硅氧烷也可以選用六甲基二硅氧烷。反應原理如下 其中n＝0～50. m＝0～50本發明制備有機硅磷酸酯方法的原材料指標如下(1)聚二甲基硅氧烷 外觀透明液體，黏度(厘泊)5.0～50，密度(g/ml)0.830-0.920，純度(％)99.5；(2)六甲基二硅氧烷 外觀透明液體，黏度(厘泊)0.412，沸點(℃)100～101，密度(g/ml)0.7619，純度(％)大于95；
(3)五氧化二磷外觀 白色粉末，純度(％)大于98，鐵含量(％)小于0.01，水不溶物(％)小于0.02；(4)氮氣露點(℃)-75，純度(％)99.9。
本發明方法制備的有機硅磷酸酯達到如下技術要求外觀無色透明液體，黏度(厘泊)5～100，磷含量(％)1～13。
當制備有機硅磷酸酯時，先將原材料有機硅氧烷和五氧化二磷按配比計量加入反應裝置，開動攪拌，攪拌速度控制為70轉/分鐘以上，同時通入氮氣，逐步加熱升溫至100～170℃；反應至五氧化二磷全部溶解、物料變透明結束，反應時間2～6小時。制備的有機硅磷酸酯主要用做氫氧化鉀催化合成甲基乙烯基硅橡膠的中和酸膠。
將本發明的有機硅磷酸酯作中和劑合成的硅橡膠與進口羅地亞硅橡膠(型號751)和傳統的催化劑合成的硅橡膠(型號110-2)做同等條件的對比試驗，結果如下表
三種硅橡膠結構化及硫化外觀對比
本發明的優點就在于由于有機硅氧烷選用低黏度的聚二甲基硅氧烷和六甲基二硅氧烷，通過與五氧化二磷反應制備的有機硅磷酸酯作為中和劑應用于氫氧化鉀催化合成甲基乙烯基硅橡膠生產，解決了目前國內采用四甲基氫氧化銨催化合成高溫硫化甲基乙烯基硅橡膠，因催化劑帶有微量水分及殘留三甲胺，造成硅橡膠易結構化儲存時間變短及二次硫化易黃變的缺陷。因此本發明的有機硅磷酸酯的制備方法具有很好的推廣前景。
具體實施例方式
以下是本發明的一個實施例，本發明的實際使用并不局限于實施例。
實施例1 制備有機硅磷酸酯的方法原料(1)六甲基二硅氧烷 吉林新亞強生物化工有限公司生產外觀 透明液體，黏度(厘泊)0.412，純度(％)大于95；(2)五氧化二磷 常州市武進華洋化工有限公司生產外觀 白色粉末，純度(％)大于98％。
原料配比六甲基二硅氧烷70質量份，五氧化二磷30質量份。
控制條件攪拌速度70轉/分鐘以上，控制溫度100～125℃，氮氣流量2～3毫升/分鐘。
在2000毫升三口燒瓶中加入525g六甲基硅氧烷(MM)和225g P2O5，開動攪拌，通入氮氣，用電加熱升溫100～125℃回流反應直至P2O5全部溶解，物料變透明結束，時間3～4小時。
制備的有機硅磷酸酯達到如下技術要求外觀無色透明液體，黏度(厘泊)5.2P含量在12.95％。
產品重736.5g，收率約98.2％。
實施例2 制備有機硅磷酸酯的方法原料(1)聚二甲基硅氧烷(商品代號201甲基硅油)江蘇宏達化工新材料股份有限公司生產外觀 透明液體，黏度(厘泊)5.0，純度(％)99.5；
(2)五氧化二磷 常州市武進華洋化工有限公司生產外觀 白色粉末，純度(％)大于98％。
原料配比聚二甲基硅氧烷70質量份，五氧化二磷30質量份。
控制條件攪拌速度70轉/分鐘以上，控制溫度155～170℃，氮氣流量2～3毫升/分鐘。
在2000毫升三口燒瓶中加入5255g低黏度的聚二甲基硅氧烷和225gP2O5，開動攪拌，通入氮氣，用電加熱升溫155～170℃反應直至P2O5全部溶解，物料變透明結束，時間4～5小時。
制備的有機硅磷酸酯達到如下技術要求外觀無色透明液體，黏度(厘泊) 100P含量在12.85％；產品重738.7g，收率約98.5％。
實施例3 制備有機硅磷酸酯的方法原料(1)聚二甲基硅氧烷(商品代號201甲基硅油)江蘇宏達化工新材料股份有限公司生產外觀 透明液體，黏度(厘泊)50，純度(％)99.5；(2)五氧化二磷 常州市武進華洋化工有限公司生產外觀 白色粉末，純度(％)大于98％。
原料配比聚二甲基硅氧烷97.8質量份，五氧化二磷2.2質量份。
控制條件攪拌速度70轉/分鐘以上，控制溫度130～155℃，氮氣流量2～3毫升/分鐘。
在1500毫升三口燒瓶中加入733.5g低黏度聚二甲基硅氧烷和16.5gP2O5，開動攪拌，通入氮氣，用電加熱升溫130～155℃反應直至P2O5全部溶解，物料變透明結束，時間4～5小時。
制備的有機硅磷酸酯達到如下技術要求外觀 無色透明液體，黏度(厘泊)60P含量在1.02％，產品重734.6g，收率約98％。
權利要求
1.一種有機硅磷酸酯的制備方法，其特征在于以有機硅氧烷和五氧化二磷為原料，其中有機硅氧烷選用低黏度的聚二甲基硅氧烷，原料配比有機硅氧烷70～97.8質量份、五氧化二磷2.2～30質量份；控制條件攪拌速度大于70轉/分鐘、控制溫度100～170℃、氮氣流量2～3毫升/分鐘。
2.根據權利要求1所述的有機硅磷酸酯的制備方法，其特征在于反應至五氧化二磷全部溶解、物料變透明結束，反應時間2～6小時。
3.根據權利要求1或2所述的有機硅磷酸酯的制備方法，其特征在于原料聚二甲基硅氧烷黏度5.0～50厘泊，密度0.830-0.920g/ml，純度99.5％；五氧化二磷純度大于98％，鐵含量小于0.01％，水不溶物小于0.02％。
4.根據權利要求1所述的有機硅磷酸酯的制備方法，其特征在于制備的有機硅磷酸酯為無色透明液體，黏度5～100厘泊，磷含量1～13％。
5.根據權利要求1所述的有機硅磷酸酯的制備方法，其特征在于原料配比聚二甲基硅氧烷70質量份，五氧化二磷30質量份；控制條件攪拌速度70轉/分鐘，控制溫度155～170℃。
6.根據權利要求1所述的有機硅磷酸酯的制備方法，其特征在于原料配比聚二甲基硅氧烷97.8質量份，五氧化二磷2.2質量份；控制條件攪拌速度70轉/分鐘，控制溫度130～155℃。
7.根據權利要求1所述的有機硅磷酸酯的制備方法，其特征在于原料有機硅氧烷選用六甲基二硅氧烷。
8.根據權利要求7所述的有機硅磷酸酯的制備方法，其特征在于原料六甲基二硅氧烷為透明液體，黏度0.412厘泊，沸點100～101℃，密度0.7619g/ml，純度大于95％；五氧化二磷純度大于98％，鐵含量小于0.01％，水不溶物小于0.02％。
9.根據權利要求7所述的有機硅磷酸酯的制備方法，其特征在于原料配比六甲基二硅氧烷70質量份，五氧化二磷30質量份；控制條件攪拌速度70轉/分鐘，控制溫度100～125℃。
10.根據權利要求7所述的有機硅磷酸酯的制備方法，其特征在于制備的有機硅磷酸酯黏度5.2厘泊，磷含量12.95％，產品收率98.2％。
全文摘要
本發明提供了一種有機硅磷酸酯的制備方法，以有機硅氧烷和五氧化二磷為原料，其中有機硅氧烷選用低黏度的聚二甲基硅氧烷，原料配比有機硅氧烷70～97.8質量份、五氧化二磷2.2～30質量份；控制條件攪拌速度大于70轉/分鐘、控制溫度100～170℃、氮氣流量2～3毫升/分鐘。本發明的有機硅磷酸酯作為中和劑應用于氫氧化鉀催化合成甲基乙烯基硅橡膠生產，解決了目前國內采用四甲基氫氧化銨催化合成高溫硫化甲基乙烯基硅橡膠，因催化劑帶有微量水分及殘留三甲胺，造成硅橡膠易結構化儲存時間變短及二次硫化易黃變的缺陷。
文檔編號C08G77/00GK1807437SQ200610038230
公開日2006年7月26日 申請日期2006年2月9日 優先權日2006年2月9日
發明者朱德洪, 祝紀才 申請人:江蘇宏達化工新材料股份有限公司