一种高效生产耐高温有机硅树脂微球的方法技术

本发明专利技术公开了一种高效率生产耐高温有机硅树脂微球的方法，该方法包括：（1）向高温高压反应釜中加入具有三个或四个可水解团的硅烷，并投入水，（2）向反应釜中充入惰性气体，使得反应釜中气体压强为760×1‑7600×10mmHg；（3）加热反应釜，直至温度在至相应压强下的水沸点的范围内，进行水解反应；（4）将苯酚、甲醛‑乙醚混合液、酰胺类化合物按质量比10：10.3‑12.5：1‑6混合，得混合溶液，加入反应负重，调节反应釜中气体压强为300×1‑600×10mmHg；加热反应釜，直至温度在至相应压强下的水沸点的范围内，进行水解反应；（5）在步骤4不变的温度、压力下，加入碱，调节反应釜中反应物的pH为7‑14，进行缩聚、成球反应；（6）降温、降压至常温、常压，出料得到有机硅树脂微球水性悬浮液。

An efficient method for producing high temperature resistant silicone resin microspheres

【技术实现步骤摘要】
一种高效生产耐高温有机硅树脂微球的方法
本专利技术涉及有机硅树脂，具体涉及生产耐高温有机硅树脂微球的方法。
技术介绍
有机硅是一类品种繁多、性能优良、安全性好的新型高分子材料，由于其优异的性能，近年来作为新型材料已广泛用于各行业，例如涂料、塑料、橡胶、医药、护发用品、纺织等行业。有机硅树脂是指以Si-O-Si为主链，硅原子上连接有有机基团的交联型半无极高聚物。有机硅树脂既具有Si-O-Si无机组分，又具有有机基团，因此兼具无机和有机物双重结构特点。有机硅树脂与一般的聚硅氧烷相比，具有更好的耐热性、更低的表面能、优异的热氧化稳定性、耐寒性、耐候性、电绝缘性、憎水性、润滑性、应用更为广泛，尤其适用于涂料、塑料、橡胶等行业。有机硅树脂一般以微球或颗粒形式使用。目前生产有机硅微球的方法主要包括乳液法、利用无机粉体作载体外包有机硅法、硅烷水解后缩合法以及机械粉碎筛分法等，但都有生产工序复杂、周期长（一般一个生产周期需8小时以上），效率低等缺点。现有技术中，当在高温高压下进行有机硅烷的水解和缩聚，能显著缩短反应时间，水解产物在高温高压下会直接团聚为有机硅树脂微球，从而在极短时间内得到性能优异的有机硅树脂微球，在高温高压制得的有机硅树脂微球耐高温的性能不强。
技术实现思路
针对
技术介绍
提出的不足，本专利技术研究设计一种高效生产耐高温有机硅树脂微球的方法，其目的在于：当用高温高压和低温低压交替下进行有机硅烷的水解和缩聚，能显著缩短反应时间，水解产物在高温高压下会直接团聚为有机硅树脂微球，从而在极短内使有机硅树脂微球的耐高温性能更好。本专利技术的目的在于提供一种高效率生产耐高温有机硅树脂微球的方法，该方法包括：（1）向高温高压反应釜中加入具有三个或四个可水解团的硅烷，并投入水，其中具有三个或四个可水解基团的硅烷和水的重量比为1：2-1：25；（2）向反应釜中充入惰性气体，使得反应釜中气体压强为760×1-7600×10mmHg；（3）加热反应釜，直至温度在（相应压强下的水沸点-10℃）至相应压强下的水沸点的范围内，进行水解反应；（4）将苯酚、甲醛-乙醚混合液、酰胺类化合物按质量比10：10.3-12.5：1-6混合，得混合溶液，加入反应负重，调节反应釜中气体压强为300×1-600×10mmHg；加热反应釜，直至温度在（相应压强下的水沸点-10℃）至相应压强下的水沸点的范围内，进行水解反应；（5）在步骤4不变的温度、压力下，加入碱，调节反应釜中反应物的pH为7-14，进行缩聚、成球反应；（6）降温、降压至常温、常压，出料得到有机硅树脂微球水性悬浮液。通过本专利技术提供的方法，能在不超过3小时的极短时间内高效率生产有机硅树脂微球，高温高压和低温低压交替使用使硅烷快速完全水解，而且有利于完全水解后的产物缩聚成球且提高机硅树脂微球的耐高温性能，特别是在碱性条件下，缩聚成球速度进一步加快。具体实施方式下面对本专利技术进行详细说明，通过这些说明，本专利技术的特点和优点将变得更为清楚、明确。在本专利技术中，所用硅烷为具有三个或四个可水解基团的硅烷，以便其完全水解后能形成微球。对于具有三个或四个可水解基团的硅烷，可以使用具有三个或四个烷氧基的烷氧基硅烷，对于具有三个烷氧基的烷氧基硅烷，除了三个可水解烷氧基团以外，还可以具有其它基团，例如氯丙基、芳香基、氨基、氯原子、甲基丙烯酸基、巯基、脲基、硫代基、或环氧基。至于三烷氧基硅烷和四烷氧基硅烷中的烷氧基，并没有特别限制，可以各自独立地为甲氧基、乙氧基等。作为三烷氧基硅烷和四烷氧基硅烷的具体实例，提及例如丙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、四乙氧基硅烷、甲基丙基酰氧基丙基三甲氧基硅烷。在本专利技术中，可以使用上述具有三个或四个烷氧基的烷氧基硅烷中的任一种，或者使用其中任意两种或更多种的组合。优选地，作为可水解的硅烷，由三烷氧基硅烷和四烷氧基硅烷构成，且三烷氧基硅烷与四烷氧基硅烷的重量比优选为1：2-1：25，此时水解、缩聚、成球反应的全部过程可在3小时内完成，而且所得有机硅树脂微球品质优异，产物中固体杂质含量不超过1500ppm。在本专利技术中，为了促进硅烷水解，具有三个或四个可水解基团的硅烷与水的用量比为1：2-1：25，优选1：2-1：25，基于重量。如果硅烷与水的用量比高于1∶5，则会由于水量过低导致水解不够完全；反之，如果硅烷与水的用量比低于1∶25，则会由于水量过高导致操作复杂。本专利技术人经过研究发现，当在密闭的高压釜中进行水解反应时，当将温度加热至（相应压强下的水沸点-10℃）至相应压强下的水沸点的范围内时，一般为80℃-180℃，此时水处于即将沸腾的状态，在这样的高温高压下，硅烷迅速水解。将苯酚、甲醛-乙醚混合液、酰胺类化合物按质量比10：10.3-12.5：1-6混合，得混合溶液，加入反应釜重，调节反应釜中气体压强为300×1-600×10mmHg；加热反应釜，直至温度在（相应压强下的水沸点-10℃）至相应压强下的水沸点的范围内，再次进行水解反应，在这样的条件下，水解反应进行10-20分钟硅烷即可完全水解，且两个或多个原子(或离子)间强烈的相互作用力更大，（5）在步骤4不变的温度、压力下，加入碱，调节反应釜中反应物的pH为7-14，进行缩聚、成球反应；本专利技术所用的惰性气体，主要用来使釜内压强升到所需程度，同时保证气体本身不参与反应。本专利技术人经过大量实验发现，在硅烷完全水解后，当在密闭的高压釜中进行水解缩聚、成球反应时，温度在（相应压强下的水沸点-10℃）至相应压强下的水沸点的范围内时，一般为80℃-180℃，即保温保压条件下，缩聚反应明显加快，且缩聚产物快速团聚成球，特别地，当将体系pH值调节至碱性时，如pH为7-14时，特别是pH为8-10时，更易于缩聚产物团聚形成球和球生长。在这样的条件下，实验发现，1小时左右水解产物即可缩聚完全、形成有机硅树脂微球。降温、降压至常温、常压，出料得到有机硅树脂微球水性悬浮液。对于此有机硅树脂微球水性悬浮液，可以进行后处理，如用酸中和、过滤、烘干，得到有机硅树脂微球粉末。根据本专利技术获得的有机硅微球树脂具有优异的性质，可以用作阻燃剂、光扩散剂、表面耐摩擦剂或丝滑手感剂等，用于涂料、塑料、橡胶、医药、护发用品、纺织等行业。实施例实施例1向高压釜中投入100g四乙氧基硅烷、400g丙基三甲氧基硅烷、和3L水，在搅拌下向高压釜中充入氩气至压强为760×1mmHg，升温至体系温度到110℃，在此温度下搅拌10分钟完成水解，在搅拌下向高压釜中充入氩气至压强为300×1mmHg，升温至体系温度到110℃，在搅拌下向高压釜中充入氩气至压强为300×1mmHg，升温至体系温度到50℃，在此温度下搅拌40分钟完成水解。通过高压釜内加料装置加入10％的氢氧化钠溶液，调节体系pH为7，搅拌均匀后停止搅拌，保温保压1小时后降压，降温至室温，出料，用醋酸中和，过滤，烘干得有机硅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术的目的在于提供一种高效率生产耐高温有机硅树脂微球的方法，其特征在于：（1）向高温高压反应釜中加入具硅烷，并投入水，（2）向反应釜中充入惰性气体；（3）加热反应釜，；（4）将苯酚、甲醛-乙醚混合液、酰胺类化合物按质量比10：10.3-12.5：1-6混合，得混合溶液，加入反应釜中，继续进行水解反应；（5）在步骤4不变的温度、压力下，加入碱，调节pH为7-14，进行缩聚、成球反应；（6）降温、降压至常温、常压。/n

【技术特征摘要】
1.本发明的目的在于提供一种高效率生产耐高温有机硅树脂微球的方法，其特征在于：（1）向高温高压反应釜中加入具硅烷，并投入水，（2）向反应釜中充入惰性气体；（3）加热反应釜，；（4）将苯酚、甲醛-乙醚混合液、酰胺类化合物按质量比10：10.3-12.5：1-6混合，得混合溶液，加入反应釜中，继续进行水解反应；（5）在步骤4不变的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆俊南，沈志良，史亮亮，易先春，
申请(专利权)人：宿迁市同创化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32