一种用Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物经乳液聚合制备羟基硅油乳液的方法技术

本发明专利技术公开了一种用Si‑OH封端的二甲基硅氧烷低聚物经乳液聚合制备羟基硅油乳液的方法，所述方法主要包括以下步骤：步骤1)、将乳化剂、水，按照比例添加，搅拌均匀后加入Si‑OH封端的二甲基硅氧烷低聚物进行搅拌，得到混合液；步骤2)、上述步骤1)中得到的混合液进入均质机，在30MPa下，处理2～3遍，得到预乳液；步骤3)、将上述步骤2)中得到的预乳液转移至反应釜中，冷却至15～20℃，并缓慢滴加适量催化剂进行缩聚反应，反应24～48h；步骤4)、将上述步骤3)中得到的缩聚反应产物中和至中性，即得到目标产物端羟基硅油乳液。本发明专利技术通过乳液聚合的方法制备羟基硅油乳液，大大减少了挥发性环硅氧烷的含量，减少对环境的污染。

Preparation of hydroxyl silicone oil emulsion by emulsion polymerization with Si-OH terminated two methyl siloxane oligomer

【技术实现步骤摘要】
一种用Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物经乳液聚合制备羟基硅油乳液的方法
本专利技术涉及一种羟基硅油乳液的制备方法，尤其涉及一种用Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物经乳液聚合制备羟基硅油乳液的方法。
技术介绍
有机硅化合物自1964年投入商业使用以来由于其独特的结构，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，被广泛地应用于航空航天、电器、电子、轻工、机械、化工、医学等各个领域，成为国民经济中的重要新型材料。挥发性甲基环硅氧烷(cVMS)是一类有机硅工业产品的中间体。以无机硅和氯甲烷为原料，通过催化取代、水解以及聚合反应合成，主要包括八甲基环四硅氧烷(D4)、十甲基环五硅氧烷(D5)和十二甲基环六硅氧烷(D6)。由于使用广泛，大量cVMS进入大气、水体、土壤等环境中，虽然目前还没有发现挥发性环硅氧烷对生物有何不良影响，但由于其的化学性质稳定，cVMS能够长时间的存在于环境中，并远距离运输，甚至可以到南北极地区。为此，2018年欧盟将挥发性环硅氧烷191中高关注物质，相信不久的将来，国内也会对挥发性环硅氧烷的使用限制。当前国内市场乳液聚合制备端羟基硅油乳液主要是通过八甲基环四硅氧烷(D4)或二甲基环硅氧烷低聚物(DMC)，在酸或碱催化剂存在下，开环聚合反应制得，由于反应是平衡反应，一般有质量分数5-10％的挥发性环硅氧烷(主要为D4、D5)低聚物残留在乳液中，这不仅会腐蚀生产装置，同时也会对环境产生影响。为减少D4或DMC开环聚合反应制得的硅油乳液中挥发性环硅氧烷的含量，曾有将硅油乳液用水蒸汽提馏的方法，可使硅油乳液分散相(硅油)的挥发性硅氧烷含量降至0.18～0.6质量％，并在织物整理、纸制品、化妆品的应用中都可达到要求含量。但这种水蒸汽提馏装置比较复杂，需要耗费大量的人力物力，对于工业大生产没有实际的应用价值。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种以Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物为原料，以酸或碱为催化剂，通过乳液聚合制备羟基硅油乳液的方法，可以抑制或减少平衡化反应，不产生或减少挥发性环硅氧烷的生成。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：一种用Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物经乳液聚合制备羟基硅油乳液的方法，所述方法主要包括以下步骤：步骤1)、将乳化剂、水，按照比例添加，搅拌均匀后加入Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物进行搅拌，得到混合液；步骤2)、上述步骤1)中得到的混合液进入均质机，在30MPa下，处理2～3遍，得到预乳液；步骤3)、将上述步骤2)中得到的预乳液转移至反应釜中，冷却至15～20℃，并缓慢滴加适量催化剂进行缩聚反应，反应24～48h；步骤4)、将上述步骤3)中得到的缩聚反应产物中和至中性，即得到目标产物端羟基硅油乳液。进一步地，按重量份数计，所述Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物、乳化剂、催化剂的用量比为100∶1～2∶0.5～1。进一步地，所述分散剂水的配合量按照硅油乳液固含量10～50％添加。进一步地，所述Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物的聚合度不超过10；所述Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物的粘度为30～150000mPa·s，25℃。进一步地，所述乳化剂为阴离子乳化剂和/或非离子乳化剂的组合。进一步地，所述阴离子乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的任意一种或两种；所述非离子乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、异构十三醇聚氧乙烯醚、聚乙二醇中的任意一种或两种以上。进一步地，所述催化剂为酸或碱，所述酸催化剂可以为盐酸、十二烷基苯磺酸中的一种或两种；所述碱催化剂可以为KOH，K2CO3中的一种或两种。进一步地，所述步骤4)中采用三乙醇胺来中和得到的缩聚反应产物。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术通过选择合适聚合度的Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物为原料，以酸或碱为催化剂，选择合适的乳化剂，通过乳液聚合的方法制备羟基硅油乳液，可以抑制或减少平衡化反应，大大减少了挥发性环硅氧烷的含量，减少对环境的污染。具体实施方式下面通过具体实施例来进一步说明本专利技术。但这些实例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例1按重量份数计，实验步骤：先将水和十二烷基苯磺酸钠混合搅拌均匀，再与非离子乳化剂1混合，待完全溶解后加入双端羟基硅油低聚物进行搅拌，再通过均质机30mpa的压力下匀质两次，做成预乳液。将预乳液加入釜中，冰浴冷却至11.6℃，加入分析纯盐酸调节pH至2～3，进行缩聚反应约26小时后，用三乙醇胺中和至中性，检测乳液稳定性。实施例2按重量份数计，实验步骤：先将水、十二烷基苯磺酸钠和非离子乳化剂2混合搅拌均匀，待完全溶解后加入双端羟基硅油低聚物进行搅拌，再通过均质机30mpa的压力下匀质两次，做成预乳液。将预乳液过滤后加入釜中搅拌，冰浴冷却至15℃，加入分析纯盐酸调节pH至2～3，进行缩聚反应，冰水浴保持温度在15℃以下，反应48h，然后用三乙醇胺中和至中性，检测乳液稳定性。实施例3按重量份数计，实验步骤：先将水、十二烷基苯磺酸钠混合搅拌均匀，待完全溶解后加入双端羟基硅油低聚物进行搅拌，再通过均质机30mpa的压力下匀质两次，做成预乳液。将预乳液过滤后加入釜中搅拌，冰浴冷却至15℃，加入分析纯盐酸调节pH至2～3，进行缩聚反应，冰水浴保持温度在15℃以下，反应48h，然后用三乙醇胺中和至中性，检测乳液稳定性。实验结果：离心稳定性：3000r/min，30min，不分层，不漂油。固含量：150℃，60min，测得固含量在35～38％，符合投料比。低挥发性环硅氧烷含量：D4，D5，D6均小于0.05％。以上实施方式仅用于说明本专利技术，而并非对本专利技术的限制，有关
的普通技术人员，在不脱离本专利技术的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本专利技术的范畴，本专利技术的专利保护范围应由权利要求限定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物经乳液聚合制备羟基硅油乳液的方法，其特征在于：所述方法主要包括以下步骤：/n步骤1)、将乳化剂、水，按照比例添加，搅拌均匀后加入Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物进行搅拌，得到混合液；/n步骤2)、上述步骤1)中得到的混合液进入均质机，在30MPa下，处理2～3遍，得到预乳液；/n步骤3)、将上述步骤2)中得到的预乳液转移至反应釜中，冷却至15～20℃，并缓慢滴加适量催化剂进行缩聚反应，反应24～48h；/n步骤4)、将上述步骤3)中得到的缩聚反应产物中和至中性，即得到目标产物端羟基硅油乳液。/n

【技术特征摘要】
1.一种用Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物经乳液聚合制备羟基硅油乳液的方法，其特征在于：所述方法主要包括以下步骤：
步骤1)、将乳化剂、水，按照比例添加，搅拌均匀后加入Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物进行搅拌，得到混合液；
步骤2)、上述步骤1)中得到的混合液进入均质机，在30MPa下，处理2～3遍，得到预乳液；
步骤3)、将上述步骤2)中得到的预乳液转移至反应釜中，冷却至15～20℃，并缓慢滴加适量催化剂进行缩聚反应，反应24～48h；
步骤4)、将上述步骤3)中得到的缩聚反应产物中和至中性，即得到目标产物端羟基硅油乳液。


2.如权利要求1所述的一种用Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物经乳液聚合制备羟基硅油乳液的方法，其特征在于：按重量份数计，所述Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物、乳化剂、催化剂的用量比为100∶1～2∶0.5～1。


3.如权利要求1所述的一种用Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物经乳液聚合制备羟基硅油乳液的方法，其特征在于：所述分散剂水的配合量按照硅油乳液固含量10～50％添加。


4.如权利要求1所述的一种用Si-OH封端的二甲基硅氧烷低聚物经乳液聚合制备羟...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙立新，陈天翔，郑泽泓，
申请(专利权)人：宁波辉宏新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33