一种(2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种(2,4,4‑三甲基戊基)硅烷低聚物及其制备方法和应用，属于高分子硅烷材料技术领域。本发明专利技术所述(2,4,4‑三甲基戊基)硅烷低聚物的制备方法，包括以下步骤：在正压条件下，向(2,4,4‑三甲基戊基)氯硅烷中滴加水和低级醇的混合液，进行水解和酯化反应，得到(2,4,4‑三甲基戊基)硅烷低聚物。本发明专利技术采用(2,4,4‑三甲基戊基)氯硅烷单体为原材料，在正压环境中将水和醇的混合液滴加于(2,4,4‑三甲基戊基)氯硅烷单体中，酯化和水解同时进行，可以一步直接合成硅烷低聚物。本发明专利技术的方法工艺简单，能耗小，副产物少，减少了醇的使用量，降低了三废总量。

【技术实现步骤摘要】
一种(2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子硅烷材料
，尤其涉及一种(2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物及其制备方法和应用。
技术介绍
三乙氧基-(2,4,4-三甲基戊基)硅烷偶联剂可作为桥梁、道路和建筑物中的防水剂，与大气中的水汽或混凝土孔隙中的水分反应，生成活性组分，同时释放出醇分子，VOC排放较高。而有机硅烷低聚物与建筑物表面羟基反应附着后，剩余烷氧基较少，与水反应较困难，可降低使用过程中的VOC排放。因此，有机硅烷低聚物作为偶联剂得到了广泛的应用。目前，有机硅烷低聚物的制备方法通常是将烷氧基硅烷单体作为原料，在60℃左右水解使硅氧烷基团水解形成Si-OH，然后升温使Si-OH相互缩合形成Si-O-Si键，除去脂肪醇，得到有机硅烷低聚物。然而，合成过程中烷氧基与水在中性条件下反应较困难，一般需用酸或碱作为催化剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种(2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物及其制备方法和应用，所述方法以(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体为原材料，无需催化剂，且无VOC产生。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种(2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物的制备方法，包括以下步骤：在正压条件下，向(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体中滴加水和低级醇的混合液，进行水解和酯化反应，得到(2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物。优选的，所述正压条件的压力为10～40mmHg。优选的，所述(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体包括(2,4,4-三甲基戊基)三氯硅烷、(2,4,4-三甲基戊基)甲基二氯硅烷或(2,4,4-三甲基戊基)丙基二氯硅烷。优选的，所述水与(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体的摩尔比为(0.75～1.25):1。优选的，所述低级醇包括甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇；所述低级醇与(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体的摩尔比为(0.5～2):1。优选的，进行所述滴加时，所述(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体的温度为(10～60)±5℃，所述滴加的时间为1～4h。优选的，所述水解和酯化反应的温度为40～70℃，时间为1～4h。本专利技术提供了一种(2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物，具有式I所示结构：式I中，R1为烷基；R2为烷基或烷氧基；n＝4～6。优选的，R1为CH3-、CH3CH2-、CH3CH2CH2-、(CH3)2CH-；R2为CH3O-、CH3CH2O-、CH3CH2CH2O-、(CH3)2CHO-、-CH3或-CH2CH2CH3；。本专利技术提供了上述技术方案所述(2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物在硅烷偶联剂中的应用。本专利技术提供了一种(2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物的制备方法，包括以下步骤：在正压条件下，向(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体中滴加水和低级醇的混合液，进行水解和酯化反应，得到(2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物。本专利技术以(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体为原材料，在正压环境中将水和醇混合液滴加于(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体中，使得水和醇混合液与硅烷单体充分接触，促使水解和酯化同时进行，而且水解和酯化均生成盐酸，无VOC产生，且正压环境可以将产生的盐酸及时排出体系，进一步促进酯化和水解的进行，也可防止水吸收的水分倒吸至反应体系，影响产品性质。本专利技术提供的方法在正压环境下，由(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷原料水解和酯化制备低聚物，原料中不含有烷氧基，因此无需催化剂，可以一步直接合成硅烷低聚物。本专利技术的方法一步水解和酯化即可合成硅烷低聚物，工艺简单，能耗小，副产物少，相比于传统工艺(先负压酯化合成烷氧基硅烷单体，酯化过程中需要醇；再使用烷氧基硅烷单体合成聚合物，合成过程中需要添加醇以分散水，反应过程中又会产生更多的醇)，本专利技术的方法减少了醇的使用量，降低了三废总量。此外，传统的负压酯化合成烷氧基硅烷单体，负压酯化过程中产生盐酸，真空度不易控制，而本专利技术的正压环境可以将产生的盐酸及时排出体系，只需调节氮气流量即可控制压力稳定(压力波动范围5～10mmHg)，所得聚合物产品的稳定性更好。附图说明图1为实施例1制备的聚合物产品的色谱图；图2为实施例2制备的聚合物产品的色谱图；图3为实施例3制备的聚合物产品的色谱图；图4为实施例4制备的聚合物产品的色谱图；图5为实施例1制备的聚合物产品的红外谱图；图6为实施例2制备的聚合物产品的红外谱图；图7为实施例3制备的聚合物产品的红外谱图；图8为实施例4制备的聚合物产品的红外谱图；图9为实施例1制备的聚合物产品的凝胶色谱图；图10为实施例2制备的聚合物产品的凝胶色谱图；图11为实施例3制备的聚合物产品的凝胶色谱图；图12为实施例4制备的聚合物产品的凝胶色谱图。具体实施方式本专利技术提供了一种((2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物的制备方法，包括以下步骤：在正压条件下，向(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷中滴加水和醇的混合液，进行水解-酯化反应，得到((2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物。在本专利技术中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。本专利技术在正压条件下，向(2,4,4-三甲基戊基)三氯硅烷中滴加水和乙醇的混合液。在本专利技术中，所述正压条件的压力(通入的氮气的压力)优选为10～40mmHg，更优选为20～30mmHg。本专利技术优选采用氮气吹气提供所述正压条件，避免反应过程中产生的氯化氢气体吸水而引起倒吸，影响反应水量。在本专利技术中，所述(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体优选包括(2,4,4-三甲基戊基)三氯硅烷、(2,4,4-三甲基戊基)甲基二氯硅烷或(2,4,4-三甲基戊基)丙基二氯硅烷。在本专利技术中，所述水与(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体的摩尔比优选为(0.75～1.25):1，更优选为(0.85～1.25):1，进一步优选为1.20:1。本专利技术利用水作为(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体水解的试剂，控制水的含量在上述范围内，使得水与(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体上的氯发生水解反应，通过控制水解程度进而控制最终聚合物产品的粘度及分子量，避免水与氯全部反应形成交联结构，而增大产品粘度和分子量，影响产品的应用。在本专利技术中，所述低级醇包括甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇；所述低级醇与(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体的摩尔比优选为(0.5～2):1，更优选为2:1。本专利技术利用低级醇作为酯化原料，用于酯化(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体与水的水解产物。在本专利技术中，进行所述滴加时，所述(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体的的温度优选为(10～60)±5℃，更优选为(30～50)±5℃，所述滴加的时间优选为1～4h，更优本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种(2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n在正压条件下，向(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体中滴加水和低级醇的混合液，进行水解和酯化反应，得到(2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物。/n

【技术特征摘要】
1.一种(2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在正压条件下，向(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体中滴加水和低级醇的混合液，进行水解和酯化反应，得到(2,4,4-三甲基戊基)硅烷低聚物。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述正压条件的压力为10～40mmHg。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体包括(2,4,4-三甲基戊基)三氯硅烷、(2,4,4-三甲基戊基)甲基二氯硅烷或(2,4,4-三甲基戊基)丙基二氯硅烷。


4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述水与(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体的摩尔比为(0.75～1.25):1。


5.根据权利要求1或3或4所述的制备方法，其特征在于，所述低级醇包括甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇；所述低级醇与(2,4,4-三甲基戊基)氯硅烷类单体的摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：渠源，孔凡振，杨甜甜，李杭杭，李朋涛，
申请(专利权)人：山东硅科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37