经交联的分支型有机聚硅烷制造技术

本发明专利技术涉及一种用以制造经交联或分支型的有机聚硅烷（Ｐ）的方法，该有机聚硅烷（Ｐ）含有至少一个选自通式１和２单元的单元ＲＳｉ（１），＝Ｓｉ＝（２），及至少一个通式３的单元Ｒ↓［２］Ｓｉ＝（３），及任选的几个通式４的单元Ｒ↓［３］Ｓｉ－（４），该方法中，选自以下硅烷的硅烷与选自碱金属和碱土金属的元素金属反应：通式１ａ和２ａ的硅烷ＲＳｉＸ↓［３］（１ａ），ＳｉＸ↓［４］（２ａ），及通式３ａ的硅烷Ｒ↓［２］ＳｉＸ↓［２］（３ａ），及任选的通式４ａ的硅烷Ｒ↓［３］ＳｉＸ（４ａ），其中，Ｒ代表氢或具有１至１８个碳原子的烃基，及Ｘ代表氟、氯或溴，其中，调节反应参与物的添加，使得在与元素金属的反应中通式３ａ的硅烷含有最多２摩尔％的选自通式１ａ和２ａ硅烷的硅烷；本发明专利技术还涉及根据本发明专利技术方法制得的有机聚硅烷（Ｐ）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及经交联的分支型有机聚硅烷(P)及其制造方法。
技术介绍
例如，EP949289A和US4,921,321A中描述了聚硅烷的制造。根据已知方法制得的具有直链部分以及分支链和交联链的有机聚硅烷非常难以进行过滤。这致使其制造成本极高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提高经交联的分支型有机聚硅烷的可过滤性。本专利技术涉及一种用以制造经交联或分支型的有机聚硅烷(P)的方法，该有机聚硅烷(P)含有至少一个选自通式1和2单元的单元RSi (1)，＝Si＝ (2)，及至少一个通式3的单元R2Si＝(3)，及任选的几个通式4的单元R3Si- (4)，该方法中，选自以下硅烷的硅烷与选自碱金属和碱土金属的元素金属反应通式1a和2a的硅烷RSiX3(1a)，SiX4(2a)， 及通式3a的硅烷R2SiX2(3a)，及任选的通式4a的硅烷R3SiX(4a)，其中，R代表氢或具有1至18个碳原子的烃基，及X代表氟、氯或溴，其中，调节反应参与物的添加，使得在与元素金属的反应中通式3a的硅烷含有最多2摩尔％的选自通式1a和2a硅烷的硅烷。通式3a的硅烷和元素金属的反应是与通式1a和/或2a的硅烷和元素金属的反应分开进行。如此形成的经交联或分支型有机聚硅烷(P)可容易地进行过滤。与元素金属的反应中，通式3a的硅烷优选含有最多1摩尔％，更优选为最多0.1摩尔％，尤其优选为最多0.01摩尔％的选自通式1a和2a硅烷的硅烷。如同通式3a和4a的硅烷，通式1a、2a和4a的硅烷可以混合使用。首先优选使至少一部分通式3a的硅烷与元素金属反应。在该方法中，每100摩尔份通式3a的硅烷，优选使用至少2摩尔份，更优选为至少5摩尔份的选自通式1a和2a的硅烷。每100摩尔份通式3a的硅烷，优选使用最多60摩尔份，更优选为最多30摩尔份的选自通式1a和2a的硅烷。R优选为无乙烯型或乙炔型不饱和键且具有1至18个碳原子的烃基。烃基R的实例是烷基，如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基；己基，如正己基；庚基，如正庚基；辛基，如正辛基及异辛基，如2，2，4-三甲基戊基；壬基，如正壬基；癸基，如正癸基；十二烷基，如正十二烷基；十八烷基，如正十八烷基；环烷基，如环戊基、环己基、环庚基及甲基环己基；芳基，如苯基、萘基、蒽基及菲基；烷芳基，如邻-、间-、对-甲苯基、二甲苯基及乙基苯基；芳烷基，如苯甲基、α-苯乙基及β-苯乙基。基团R优选为苯基或直链烷基，更优选为具有1至10个碳原子的直链烷基，尤其优选为具有1至6个碳原子的直链烷基。特别优选的烃基R为正丙基、乙基，尤其优选为甲基。X优选为氯。优选使用锂、钠、钾和镁作为元素金属。若使用镁，则反应中优选存在过渡金属卤化物，尤其是ZnCl2及FeCl3。优选在最低20℃且最高200℃下，更优选在最高160℃下实施反应。优选在保护气体中，更优选在Ar或N2中实施反应。反应中的压力优选为1巴，但也可显著地更高或更低。优选在非质子溶剂中实施反应。这些溶剂的实例是醚，如二噁烷、四氢呋喃、二乙醚、二异丙醚、二乙二醇二甲醚；烃类，如戊烷、正己烷、己烷异构体混合物、庚烷、辛烷、十二烷、洗涤苯、石油醚、苯、甲苯、二甲苯、四氢化萘；或这些溶剂的混合物。术语“溶剂”并不是指必须将所有反应成分溶解于其中。反应也可在一种或更多种反应参与物的悬浮液或乳液中实施。反应也可在具有混溶性区的溶剂混合物中实施，其中在各个混合物相中均有至少一个反应参与物是可溶的。优选在冷却之后过滤反应混合物。优选用醇使有机聚硅烷(P)的溶液沉淀。醇优选为甲醇、乙醇、异丙醇、丙醇和丁醇。本专利技术还涉及根据本专利技术方法制得的经交联的分支型有机聚硅烷(P)。该有机聚硅烷(P)优选含有至少10个，更优选为至少50个通式3的单元。该有机聚硅烷(P)优选含有至少3个，更优选为至少10个选自通式1和2单元的单元。所有上述通式中的符号均具有相互独立的含义。所有通式中硅原子均为四价。在本专利技术范围内，除非另有说明，所有的量和百分率数据均以重量为基准，所有温度均为20℃且所有压力均为1.013巴(绝对)。所有粘度均在25℃下测定。具体实施例方式实施例1(根据本专利技术)用氮气冲洗装有搅拌器、滴液漏斗、温度计、回流冷凝器及进气口的五颈烧瓶。在其中加入约470毫升的二甲苯。在其中加入23克切成小块的钠。将该混合物加热至130℃。随后启动搅拌器并缓慢提高搅拌速率。最终的搅拌速率为330转/分钟。约30分钟之后，滴入70克的苯基甲基二氯硅烷。添加之后等待5分钟，接着滴入6.4克的甲基三氯硅烷。选择滴入速率使得二甲苯维持在沸腾状态。滴入过程通常历时约20至30分钟。最终添加之后，使加热温度上升至135℃，并且再反应1小时。随后移开加热装置，该反应混合物缓慢冷却。使冷却至室温的混合物经过带有滤纸(孔径为5微米)的压滤器(2巴的氮气)而加以过滤。在10分钟以内停止过滤。使所得的溶液浓缩，并将该溶液倒入异丙醇中使聚硅烷沉淀。将聚硅烷滤出并烘干。实施例2(非本专利技术)重复实施例1，区别在于，将苯基甲基二氯硅烷和甲基三氯硅烷在添加之前加以混合，并将该混合物滴入。过滤过程历时180分钟。实施例3(根据本专利技术)重复实施例1，区别在于，首先滴入由70克的苯基甲基二氯硅烷和2.8克的二甲基二氯硅烷组成的混合物。随后滴入6.4克的甲基三氯硅烷。过滤过程历时15分钟。实施例4(根据本专利技术)重复实施例1，区别在于，添加甲基三氯硅烷约20分钟之后再滴入1克的三甲基氯硅烷。过滤过程在5分钟内结束。实施例5(非本专利技术)重复实施例4，区别在于，将苯基甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷和二甲基二氯硅烷加以混合，并将该混合物滴入。过滤过程历时约100分钟。实施例6(非本专利技术)重复实施例4，区别在于，预先将苯基甲基二氯硅烷和二甲基二氯硅烷加以混合，并分成两份。立即将一份按计量加入，将另一份与甲基三氯硅烷混合，随后再按计量加入。最后添加三甲基氯硅烷。过滤过程历时45分钟。实施例7(根据本专利技术)重复实施例6，区别在于，不将甲基三氯硅烷混入第二份，而是在添加第一份混合物之后，单独按计量加入苯基甲基二氯硅烷和二甲基二氯硅烷。接着添加第二份硅烷混合物，然后添加三甲基氯硅烷。过滤过程历时5分钟。权利要求1.一种用以制造经交联或分支型的有机聚硅烷(P)的方法，该有机聚硅烷(P)含有至少一个选自通式1和2单元的单元RSi (1)，＝Si＝(2)，及至少一个通式3的单元R2Si＝(3)，及任选的几个通式4的单元R3Si- (4)，该方法中，选自以下硅烷的硅烷与选自碱金属和碱土金属的元素金属反应通式1a和2a的硅烷RSiX3(1a)，SiX4(2a)，及通式3a的硅烷R2SiX2(3a)，及任选的通式4a的硅烷R3SiX (4a)，其中，R代表氢或具有1至18个碳原子的烃基，及X代表氟、氯或溴，其中，调节反应参与物的添加，使得在与元素金属的反应中通式3a的硅烷含有最多2摩尔％的选自通式1a和2a硅烷的硅烷。2.根据权利要求1所述的方法，其中每100摩尔份通式3a的硅烷，使用2至60摩尔份的选自通式1a和2a的硅烷。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中R为苯基或具有1至10个碳原子的直链烷基。4.根据权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用以制造经交联或分支型的有机聚硅烷（Ｐ）的方法，该有机聚硅烷（Ｐ）含有至少一个选自通式１和２单元的单元ＲＳｉ（１），＝Ｓｉ＝（２），及至少一个通式３的单元Ｒ↓［２］Ｓｉ＝（３），及任选 的几个通式４的单元Ｒ↓［３］Ｓｉ－　（４），该方法中，选自以下硅烷的硅烷与选自碱金属和碱土金属的元素金属反应：通式１ａ和２ａ的硅烷ＲＳｉＸ↓［３］（１ａ），ＳｉＸ↓［４］（２ａ），及通式３ ａ的硅烷Ｒ↓［２］ＳｉＸ↓［２］（３ａ），及任选的通式４ａ的硅烷Ｒ↓［３］ＳｉＸ（４ａ），其中，Ｒ代表氢或具有１至１８个碳原子的烃基，及Ｘ代表氟、氯或溴，其中，调节反应参与物的 添加，使得在与元素金属的反应中通式３ａ的硅烷含有最多２摩尔％的选自通式１ａ和２ａ硅烷的硅烷。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈克尼斯，卡林伯格尔绍森，安娜玛丽韦因哈特，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]