二苯基硅醇環氧樹脂,二苯基硅二醇

有機硅改性環氧樹脂制備及熱穩定性

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一種制備二苯基硅二醇的方法

一種制備二苯基硅二醇的方法【技術領域】[0001]本發明屬于有機化學的領域，具體涉及一種采用結晶法制備二苯基硅二醇的方法?！颈尘凹夹g】[0002]二苯基硅二醇可用作硅橡膠結構控制劑，降低硅橡膠的結構化現象，提高硅橡膠的加工性能；可用于合成苯基硅油、苯基硅樹脂、苯基硅橡膠等；還可以用作聚氨酯樹脂、環氧樹脂、丙烯酸樹脂、PP、PET、PE等的改性中間體，賦予新產品耐高低溫、耐輻射、耐老化?十生會泛。[0003]二苯基硅二醇的合成都是以二苯基二氯硅烷為原料，在水、醇、芳香族溶劑的混合物中進行水解，同時副產大量的鹽酸，需要用大量的堿吸收，設備要求高、污染大，且由于二苯基二氯硅烷的純度不高、雜質多，造成水解后的二苯基硅二醇顏色黃、雜質多、純度低?！岸交瓒己唵味洕暮铣煞椒ā?陳玉蓮等，《應用化學》，2010，39(7)，1039?1041)以二苯基二氯硅烷為原料，在氫氧化鈉的水溶液中直接水解合成了二苯基硅二醇，在反應體系中堿的濃度為5%，反應溫度為O?2°C，產品收率92%，但實際上由于二苯基二氯硅烷在水解過程中不斷釋放出鹽酸，造成氫氧化鈉水溶液的濃度不可能維持在穩定狀態，除非不斷添加氫氧化鈉的用量，否則在生產中根本無法實現，且反應在O?2°C進行，條件較為菏刻。[0004]二苯基硅二醇也可以采用二苯基二烷氧基硅烷為原料，進行水解得到，但二苯基娃二醇不溶于水，易形成懸浮液難分層，需加入甲苯萃取，而二苯基娃二醇溶于甲苯中，在水解催化劑存在下，易發生分子間脫水縮合，生成苯基環硅氧烷和線性苯基硅油，難以分離，降低了產品收率，此反應同樣需在O?2°C的低溫下進行?！景l明內容】[0005]為了克服現有技術的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種制備二苯基硅二醇的方法。本發明的工藝簡單、質量穩定、收率高。本發明以二苯基二烷氧基硅烷為原料，在酮類或醚類溶解中進行弱酸催化水解，然后常溫下進行結晶，經過過濾、離心、旋轉蒸發等工藝得到二苯基硅二醇，產品收率高，含量高，不含雜質。[0006]本發明的目的通過下述技術方案得以實現的:[0007]—種制備二苯基硅二醇的方法，具體包括以下步驟:[0008]向反應容器中加入二苯基二烷氧基硅烷以及有機溶劑，攪拌均勻，然后加入去離子水和酸催化劑，升溫至55?65°C回流4?6h，冷卻，陳化，過濾，旋轉蒸發，得到二苯基硅二醇；所述二苯基硅二醇為針狀結晶物。[0009]所述的一■苯基一■燒氧基娃燒為一■苯基一■甲氧基娃燒或一■苯基一■乙氧基娃燒。[0010]所述的有機溶劑為酮類或醚類溶劑，所述酮類或醚類溶劑為丙酮、甲乙酮或四氫呋喃。[0011]所述的酸催化劑為揮發性酸，且不含氯離子，能夠在干燥過程中完全揮發，不殘留，優選為醋酸。[0012]所述二苯基二烷氧基硅烷，有機溶劑與去離子水的重量比為100:(100?300):(15?30);所述酸催化劑的用量為二苯基二烷氧基硅烷，有機溶劑與去離子水總質量的10?500ppm。[0013]所述冷卻的溫度為室溫，所述陳化是指在室溫下靜置5?8h。[0014]所述過濾濾布的目數為500?800目，所述旋轉蒸發的條件為于-0.090?-0.099MPa和40?80°C下旋轉蒸發4?8h。[0015]本發明與現有技術相比，具有以下的有益效果:[0016](I)本發明制備的是針狀的二苯基硅二醇，以高含量二苯基二烷氧基硅烷為原料，避免由于二苯基二氯硅烷原料純度低造成的產品雜質多，顏色黃的缺點；所采用的原料不含氯，避免水解產生大量的鹽酸，有效避免氯離子的引入；[0017](2)本發明采用醋酸為催化劑，醋酸具有揮發性，在產品干燥是可以完全除去，無需進行水洗，避免雜質離子引入；[0018](3)本發明采用酮類或醚類為溶劑，二苯基二烷氧基硅烷在其中是完全溶解的，而二苯基硅二醇在其中是微溶的，生成的二苯基硅二醇可以迅速沉淀出來，在弱酸環境下不會發生分子間脫水，不會生成苯基環硅氧烷和苯基硅油；[0019](4)本發明不需要在O?2°C低溫下進行，55?65°C的反應溫度較為溫和；[0020](5)本發明產物采用常溫結晶，二苯基硅二醇呈針狀晶體析出，易過濾分離；而采用其他溶劑，則不能形成晶體析出，呈糊狀，過濾困難；[0021](6)本發明只需提供極少量的水就可以實現，而采用其他方法都需要使用大量的水進行反應和水洗；[0022](7)本發明的二苯基硅二醇轉化率高，產品含量達到99.7%，遠遠高于文獻報告的數據90%左右?！揪唧w實施方式】[0023]下面結合實施例對本發明作進一步詳細的解說，但本發明的實施方式不限于此。[0024]實施例1[0025]在5L燒瓶中加入100g二苯基二甲氧基硅烷(質量百分含量為99.5%)，100g丙酮，攪拌均勾(攪拌的轉速為80轉/分，攪拌時間為1min)，然后加入150g的去離子水和0.021g醋酸，將溶液加熱至60°C回流4h(在回流起始50min后，燒瓶內的溶液由透明變混，有沉淀析出)；冷卻至室溫，陳化5h，讓二苯基硅二醇充分結晶析出，然后用500目濾布過濾掉溶液，將濾餅進行離心(離心轉速為2000轉/分，離心的時間為30min)，于-0.099MPa和40°C下旋轉蒸發4h，除去表面吸附的水分和溶劑，得到干燥的針狀結晶物，即為二苯基硅二醇，稱重867g，收率97.97%，含量99.5%,熔點1410C0[0026]實施例2[0027]在5L燒瓶中加入100g二苯基二甲氧基硅烷(質量百分含量為99.5%)，2000g丙酮，攪拌均勾(攪拌的轉速為100轉/分，攪拌時間為1min)，然后加入160g的去離子水和0.1g醋酸，將溶液加熱至58°C回流5h(在回流起始48min后，燒瓶內的溶液由透明變混，有沉淀析出)；冷卻至室溫，陳化6h，讓二苯基硅二醇充分結晶析出，然后用600目濾布過濾掉溶液，將濾餅進行離心(離心轉速為1800轉/分，離心的時間為40min)，于-0.098MPa和50°C下旋轉蒸發4h，除去表面吸附的水分和溶劑，得到干燥的針狀結晶物，即為二苯基硅二醇，稱重870g，收率98.3%,含量99.6%,熔點1410C0[0028]實施例3[0029]在5L燒瓶中加入100g二苯基二甲氧基硅烷(質量百分含量為99.8%)，3000g丙酮，攪拌均勾(攪拌的轉速為120轉/分，攪拌時間為8min)，然后加入180g的去離子水和Ig醋酸，將溶液加熱至56°C回流6h(在回流起始55min后，燒瓶內的溶液由透明變混，有沉

有機硅改性環氧樹脂耐熱性能的研究

采用納米二氧化硅進一步改善有機硅改性環氧樹脂的耐熱性能。通過偶聯劑γ-縮水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)對納米二氧化硅的表面進行改性,改善了納米二氧化硅在有機硅改性環氧樹脂中的分散性,同時提高了納米二氧化硅與有機硅改性環氧樹脂的相容性。結果表明,納米二氧化硅有效提高了有機硅改性環氧樹脂的交聯密度,使復合材料的耐熱性能和沖擊韌性提高,吸水率降低。當納米二氧化硅的用量為3%(質量分數)時,復合材料的耐熱性能和沖擊性能最好。

采用苯基三乙氧基硅烷和γ-縮水甘油醚基丙基三甲氧基硅烷(KH-560)共縮聚制備的梯形倍半硅氧烷低聚體中帶有苯環和末端為環氧基的側鏈。因而該梯形倍半硅氧烷低聚體與環氧樹脂具有較好的相容性。研究結果表明,梯形倍半硅氧烷低聚體改性環氧樹脂復合材料比純環氧樹脂具有更高的熱失重分解溫度和抗沖擊強度,而玻璃化轉變溫度降低。