一種支鏈硅油及其制備方法

一種支鏈硅油及其制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種支鏈硅油及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 支鏈硅油是在線形硅油分子鏈中引入三官能鏈節作支化點形成的一類含聚有機 硅氧烷支鏈的液體狀聚有機硅氧烷。支鏈硅油由于分子中存在支鏈結構，其分子鏈間的纏 繞比線形硅油大，故有剪切變稀效應，屬非牛頓流體。支鏈硅油廣泛用于化妝品、防粘隔離 劑、液力傳動油、消泡劑等。支鏈硅油與各種化妝品的相容性好、不受皮脂污染，用其配制的 化妝品化妝持久性好、有特別滑爽的使用感及極好的洗凈效果，洗凈中及洗凈后的使用感 極好，可用于護膚品、護發品、止汗劑、彩妝、防曬品等中；將支鏈硅油用于配制消泡劑，其消 泡效果和消泡持久性優于一般的線形二甲基硅油，特別是在高剪切力發泡體系中，消泡效 果非常好。

【發明內容】

[0003] 為了解決上述的技術問題，本發明的一個目的是提供一種支鏈硅油，本發明的另 外一個目的是提供上述的支鏈硅油的制備方法，該方法工藝簡單，操作簡便，無污染。
[0004] 為了實現上述的第一個目的，本發明采用了以下的技術方案： 一種支鏈硅油，結構式如下：
其中，a> l，b>0。
[0005] 作為優選，200>a> l，500>b>0;再優選為 100>a> l，200>b>20。
[0006] 為了實現上述的第二個目的，本發明采用了以下的技術方案： 一種制備上述一種支鏈硅油的方法，該方法包括以下的步驟： 1) 將干燥脫水后的二甲基環硅氧烷(D4或DMC)、四甲基四乙烯基環四硅氧烷(D4Vi)、鏈 終止劑加入容器中攪拌混勻并升溫，當溫度升至45~55°C加入堿催化劑，在60-160°C平衡反 應4-6小時，然后破壞催化劑，在真空條件下脫除低分子即得乙烯基硅油； 2) 在惰性氣體保護下，將步驟1)所制得的乙烯基硅油與七甲基三硅氧烷，在催化劑存 在下，加熱升至一定溫度經加成反應制得支鏈硅油。
[0007] 作為優選，步驟1)所述的鏈終止劑為三甲基硅氧基封端的低摩爾質量二甲基聚硅 氧燒燒(MDnM)或六甲基二硅氧烷MM。
[0008] 作為優選，步驟1)所述的堿催化劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、四甲基氫氧 化銨、四甲基氫氧化磷以及由它們與二甲基硅氧烷制備的堿膠中的一種或多種。
[0009] 作為優選，步驟1)所述的堿催化劑用量為硅氧烷用量的0.0005%-0.1%，優選是 0.0005%-0.05%〇
[0010] 作為優選，步驟1)所述的催化劑破壞方法包括中和、加熱分解;優選用固體二氧化 碳、α-氯乙醇、溴代鏈烷、丙酸及有機硅磷酸酯中的一種或多種作中和處理劑進行中和。本 發明反應完堿催化劑的破壞，當用氫氧化鉀等作催化劑，平衡反應后可以選用固體二氧化 碳、α-氯乙醇、溴代鏈烷、丙酸及有機硅磷酸酯等作中和處理劑進行中和；當用四甲基氫氧 化銨等暫時性催化劑，平衡反應后直接加熱到135°C以上即能自行分解。為了提高堿催化劑 和硅氧烷的相容性，一般先將堿與二甲基硅氧烷配成堿膠使用。
[0011]本發明反應溫度，當用氫氧化鉀等作催化劑，平衡反應溫度控制在60°C_160°C，合 適的是100°C_160°C;當用暫時性催化劑如四甲基氫氧化銨作催化劑，平衡反應溫度控制在 60°C_150°C，合適的是 60°C_130°C。
[0012] 作為優選，步驟2)所述的催化劑為鉬、銘、釕、鈀、鎳、鈷或它們的化合物，通常較普 遍使用的氯鉑酸醇溶液、鉑-乙烯基硅氧烷螫合物。催化劑用量為反應物總量的l-30ppm，催 化劑用量少了，反應很難進行，催化劑量多，成本高且產品顏色深。
[0013] 作為優選，步驟2)所述的反應溫度為60-150°C，最好是70-140°C。反應溫度低了很 難反應，反應溫度高了容易交聯，且產品顏色深。
[0014] 作為優選，步驟2)所述的惰性氣體為氮氣。
[0015] 本發明的一種支鏈硅油的制備方法，其制備過程包括：1)二甲基環硅氧烷(D4或 DMC)、四甲基四乙烯基環四硅氧烷(D/1)、鏈終止劑和堿催化劑平衡反應制備乙烯基硅油； 2)乙烯基硅油與七甲基三硅氧烷經硅氫加成反應制備支鏈硅油。本方法工藝簡單，操作簡 便，無污染。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合具體實施例對本發明作進一步闡述，但實施例不限制本發明的保護范 圍。
[0017] 實施例1 乙烯基硅油的制備 在裝有電動攪拌器、溫度計的lOOOrnl的三口燒瓶中，分別加入600克DMC(二甲基環硅氧 烷混合環體）、60克四甲基四乙烯基環四硅氧烷(D4Vi)、17克鏈終止劑MDM，攪拌升溫，當溫度 升至50°C，加入相當于0.14克Κ0Η，繼續升溫至130°C左右，保溫反應6小時，然后加入有機硅 磷酸酯進行中，最后在150°C，真空條件下脫除低沸物，得無色透明的乙烯基硅油產物，產物 經H-NMR測試，其結構如下：
[0018] 實施例2 乙烯基硅油的制備 在裝有電動攪拌器、溫度計的l〇〇〇ml的三口燒瓶中，分別加入400克D4(八甲基環四硅 氧烷）、280克四甲基四乙烯基環四硅氧烷(D4Vi)、10克鏈終止劑MM，攪拌升溫，當溫度升至50 °C，加入相當于0.05克四甲基氫氧化銨堿膠，繼續升溫至90°C左右，保溫反應5小時，然后升 溫至140°C，進行破催1小時，最后在150°C，真空條件下脫除低沸物，得無色透明的乙烯基硅 油產物，產物經H-NMR測試，其結構如下：
四甲基氫氧化銨堿膠的配制:在裝有攪拌器、冷凝器、溫度計的三口燒瓶中，加入160克 含28%四甲基氫氧化銨的水溶液及800克DMC，攪拌下加熱至90°C，在減壓下除水，反應約2小 時，得透明油狀物堿膠。
[0019] 實施例3 支鏈硅油的制備 在裝有電動攪拌器、溫度計、回流冷凝器、氮氣導氣管的l〇〇〇ml四口玻璃反應瓶中，加 入例1制備的乙烯基硅油600克，172克七甲基三硅氧烷，通入干燥氮氣，啟動電動攪拌器，并 加熱，當溫度達到60°C時，加入鉑-二乙烯基四甲基二硅氧烷螫合物0.5克(鉑加料量為反應 物總質量的10ΧΠΓ 6)，在80°C保溫反應6小時，抽真空脫除低組份，即得淺黃色透明的支鏈 硅油產物，產物經H-NMR測試，其結構如下：
【主權項】
1. 一種支鏈硅油，結構式如下：其中，a> l，b>0。2. 根據權利要求1所述的一種支鏈硅油，其特征在于200 2 a 2 I，500 2 b 2 0;優選為100 >a> l，200>b> 20。3. -種制備權利要求1或2所述的一種支鏈硅油的方法，其特征在于該方法包括以下的 步驟： 1) 將干燥脫水后的二甲基環硅氧烷、四甲基四乙烯基環四硅氧烷、鏈終止劑加入容器 中攪拌混勻并升溫，當溫度升至45~55°C加入堿催化劑，在60-160°C平衡反應4-6小時，然后 破壞催化劑，在真空條件下脫除低分子即得乙烯基硅油； 2) 在惰性氣體保護下，將步驟1)所制得的乙烯基硅油與七甲基三硅氧烷，在催化劑存 在下，加熱升至一定溫度經加成反應制得支鏈硅油。4. 根據權利要求3所述的一種支鏈硅油的制備方法，其特征在于步驟1)所述的鏈終止 劑為二甲基娃氧基封端的低摩爾質量^甲基聚硅氧烷燒或八甲基^硅氧烷MM。5. 根據權利要求3所述的一種支鏈硅油的制備方法，其特征在于步驟1)所述的堿催化 劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鋰、四甲基氫氧化銨、四甲基氫氧化磷以及由它們與二甲 基硅氧烷制備的堿膠中的一種或多種。6. 根據權利要求3或5所述的一種支鏈硅油的制備方法，其特征在于步驟1)所述的堿催 化劑用量為硅氧烷用量的〇. 0005%-0.1%，優選是0.0005%-0.05%。7. 根據權利要求3所述的一種支鏈硅油的制備方法，其特征在于步驟1)所述的催化劑 破壞方法包括中和、加熱分解;優選用固體二氧化碳、α-氯乙醇、溴代鏈烷、丙酸及有機硅磷 酸酯中的一種或多種作中和處理劑進行中和。8. 根據權利要求3所述的一種支鏈硅油的制備方法，其特征在于步驟2)所述的催化劑 為鉑、銠、釕、鈀、鎳、鈷或它們的化合物，催化劑用量為反應物總量的l-30ppm。9. 根據權利要求3所述的一種支鏈硅油的制備方法，其特征在于步驟2)所述的反應溫 度為60-150°C，最好是 70-140°C。10. 根據權利要求3所述的一種支鏈硅油的制備方法，其特征在于步驟2)所述的惰性氣 體為氮氣。
【專利摘要】本發明涉及一種支鏈硅油及其制備方法。一種支鏈硅油，其制備過程包括：1）二甲基環硅氧烷（D4或DMC）、四甲基四乙烯基環四硅氧烷（D4Vi）、鏈終止劑和堿催化劑平衡反應制備乙烯基硅油；2）乙烯基硅油與七甲基三硅氧烷經硅氫加成反應制備支鏈硅油。本方法工藝簡單，操作簡便，無污染。
【IPC分類】C08G77/08, C08G77/20, C08G77/10, C08G77/38
【公開號】CN105524280
【申請號】CN201610025209
【發明人】廖樂新, 嚴明亮
【申請人】浙江潤禾有機硅新材料有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2016年1月15日