硅氧烷在含水磺化阳离子交换树脂上的平衡化制造技术

本发明专利技术涉及一种通过阳离子交换树脂重排硅氧烷键制备有机硅氧烷的平衡化产品的方法，由此得到的有机聚硅氧烷，及其用途。

【技术实现步骤摘要】
硅氧烷在含水磺化阳离子交换树脂上的平衡化 本专利技术涉及一种通过含水阳离子交换树脂重扫維 键生产有机硅氧烷的平衡化产品的方法，由此得到的有机聚硅皿，及其用途。硅氧烷在离子交换树脂上的平衡化属于现有技术。许多已知体系之中，干燥的Amberlyst离子交换剂(尤其是Amberiyst 15)为经常j顿的催化相。具体地，衝共一种在阳离子交换剂树脂上平衡化式1的戮甲錢)-聚二甲基 硅il^共聚物的方法，其中阳离子交换树脂可以具有8至20重暨/。的水含量，以 及由此产生的平衡化产品戮甲驢)-聚二甲基硅織共聚物。在此平衡化表示在以下结构的平衡的戮甲基氢)-聚二甲基硅氧烷共聚物中硅 诚重排。<formula>formula see original document page 4</formula>式(l)技术上，戮甲縫)-聚二甲基硅氧烷共聚物的特征在于这种结构由硅氧烷环 状化合物与长链聚(甲基氢)硅氧烷和六甲基二硅氧烷在酸催化剂上的重组或平衡 化得到。作为酸催化剂，使用例如酸活化的漂白土(膨润土、蒙脱土、漂白土等) 和磺化大交联的阳离子交换树脂。DE 103 01 355 (US 2004147703)描述一种衝il阳离子交换树脂重，胸圭g键 生产有机硅氧烷平衡化产品的方法，其中用作原料的有机硅氧烷或有机硅氧烷混 合物在l(TC至12(TC下与大交联的含磺酸基阳离子交换树脂接触，以及分离所得 的平衡化有机硅氧烷，该方法的特征在于使用阳离子交换树脂，其比表面积和中 值孔径的乘积P为&2.2xl(y3 m3/kg，和其比表面积A为^35 m2/g，砂匕将其全部弓l入作为关于本专利技术的参考。其中使用千燥的阳离子交换树脂和减未更力鹏殊处 理的具有(低)水含量的阳离子交换树脂。EP 1 367 079 (US 2003224925)涉及通过用低^f量硅氧烷处理使聚二甲基硅 氧烷在磺化树脂上平衡化以及随后再活化，表明了水含量在磺化阳离子交换树脂 上的重要性，以及表明必须设定<7质量°/。， ii跑5质量％的水载荷量以便得到最 佳的聚合条件。在本申请的优先权日还未公开的德国专利申请DE 10 2007 055484.4涉及一种 磺化阳离子交换树脂上聚二甲基硅氧垸的M方法，特征在于iOT水含量为8至 25重量％的磺化阳离子交换树脂。在这种工业教导的内容中，对于使用这样的方 式得到的非官能硅油至下游热分解工艺的方案，描述在高弹性聚氮酯泡沫中得到 限定链长的聚二甲基硅氧烷作为稳定剂组分。但是，与战硅油的平衡化方法相比，更加需麟聚二甲基硅ft^-戮甲蜀 氢-硅織的平衡化。由于具有SiH基团的硅,在强酸存在下对水的敏感性，独 立地出现一种基本问题，由此由于脱氢以及形成SiOH官能团，以及硅織骨架通 过縮賴一步交联的可能性，潜在地存在SiH损失的风险。但是，带有SiH官能 团的硅氧烷的工业平衡化仍然需要使用强酸催化剂，以便以经济合理的时间建立 化学平衡。对于使用磺化阳离子交换树脂类型的酸固相催化剂，这还表示不可能 如此大地M^、水含量，否则催化剂上没有足够的质子活性。酸催化副反应，例如 上述SiH官能团由于脱氢而^^，可能引起磺化树脂不希望有的化学千燥，以及 损害其作为平衡化催化剂的可用性直到完封屯化。这一观察结果对于在二甲基硅 氧烷-聚(甲基)氢硅氧烷的生产中4顿磺化树脂作为平衡化催化剂很重要，因为在 己经重复多次4顿磺化柳旨之前不會繊保工艺经济。与催化剂替代的必要性有关 的固相过早钝化使得i顿这种体系并无吸引力。二甲基M^-戮甲萄氢硅織在PU稳定剂合成中，以及在此具体船寸于 热柔性泡沫体系是特别有用的原材料。 一旦在以下步骤中对于烯丙 醚和/鄉希 丙皿醚混合物X寸所得平衡桐料进行SiC键改性，产生这些共聚氢硅,的获得 的平衡化性能被大部分证明。如果所得低聚物的分子量分布和微结构并未达至U平 衡状态，含SiH基硅氧烷和一种或多种烯丙基聚醚之间的氢化砼烷化，即贵金属 催化的SiC键合反应始终极^Ct也产生不透明的硅ft^聚醚共聚物，当 性泡沫体系中用作PU泡沫稳定剂时，该共聚物总是弓IMM著的泡沫分裂超泡沫崩溃。应用测试，即在聚氨酯热柔性泡沫体系中使用可以经由平衡化和随后的氢化 硅烷化合成的硅氧烷聚醚共聚物，是高度敏感的，并且由此是一种用于评价竞争 合成路径性能的^S方法。因此目前待解决的技术问题在于寻找一种允许带SiH基硅氧烷，特别是共聚 二甲基硅氧烷-戮甲萄氢硅氧烷平衡化的体系，其方式使得同时达到相互矛盾的 快速平衡化动力学、高催化剂稳定性和最佳的产品质量。令人惊讶地，现已发现除了 DE 103 01 355 (US 2004147703)中已纟^M定的几何 参敬比表面积和中值孔径)之外，使用的磺化树脂的水含量不仅对于平衡化动力 学、催化齐嶋定性，而舰于所得熟甲基氢)-聚二甲基硅氧烷共聚物具有的性能 同样是关键的。在EP 1 367 079 (US 2003224925)中，在非官能聚二甲基硅 的平衡化中， 在偏离<7%，谜5%的有益水荷重的情况下，当比表面积和中值孔径的乘积P 为&2.2xl0-3 m3/kg和比表面积A为^35 m2/g，以及其水荷重为在<20%和〉8%之 间时，爽甲基氢)-聚二甲基硅氧烷共聚物平衡化中的大交联磺化阳离子交换树脂 显现其最佳活性。这些发现根本不可能已经由本领域技术人员预测，因为EPA 1 367 079中磺化 阳离子交换树脂的低水载荷是非官育旨硅油成功平衡化的条件，并且此外，已知的 是具有SiH基团的硅,可以在强酸存在下与水很敏感地反应(由于脱氢以及形成 SiOH官能团，以及由于縮誠一步交鹏险的SiH损失)。上述问题在一个实施方案中M31—种制^W机硅氧烷的平衡化产品的方法得 到解决，该方法通过含水磺化阳离子交换树脂重S隨皿键，其中用作原料的有 机硅 ^有机硅 混合物在l(TC至120。C温度下与大交联含水和含磺酸基的 阳离子交换树脂接触，并JJf得平衡的有机硅難被分离，特征在于4顿含水阳 离子交换树脂，其比表面积和其中值 L径的乘积P为&2.2x 1 (T3 m3/kg和比表面积 A为S5 m2/g，并且另外具有8至25 M。/。的7jC^l:(基于使用的阳离子交换剂的 质量)。令人惊讶地，现已发现就时间而论，例如含水Lewat^K2621作为磺化离子 交换柳旨能够以足够迅速的方式使要建立的平衡加以平衡化，并且由此得到的氢 硅織形成透明液体，其是生产柔性聚氨酯泡沫稳定剂的优选原料。这些发5JM于本领域技术人员来说是令人惊讶的，因为这种聚合树脂作为大6孑L磺化聚苯乙烯具有与Amberlyst 15相同的基础化学结构，并且此外同样显示类 似的表I中所示的宏观特性表I:<table>table see original document page 7</column></row><table>另外，意外的是阳离子交换柳旨的水含量将能有利地影响平衡反应。 在im实施方案中，该方法持征在于低分子量有机聚硅氧綜，特别是线性有 机聚硅氧烷被解聚和平衡化。特别地，在化合物的平衡中有机硅氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产有机硅氧烷的平衡化产品的方法，该方法通过磺化阳离子交换树脂对硅氧烷键重排，其中用作原料的有机硅氧烷或有机硅氧烷混合物在１０℃至１２０℃的温度下与大交联含磺酸基的阳离子交换树脂接触，并且所得平衡的有机硅氧烷被分离，该方法的特征在于使用阳离子交换树脂，其比表面积和其中值孔径的乘积Ｐ为Ｐ≥２．２×１０↑［－３］ｍ↑［３］／ｋｇ，比表面积Ａ为≥３５ｍ↑［２］／ｇ，并且以使用的阳离子交换剂的质量为基础，磺化阳离子交换剂的水含量为８至２５ｗｔ％。

【技术特征摘要】
DE 2008-9-18 102008042181.21.一种生产有机硅氧烷的平衡化产品的方法，该方法通过磺化阳离子交换树脂对硅氧烷键重排，其中用作原料的有机硅氧烷或有机硅氧烷混合物在10℃至120℃的温度下与大交联含磺酸基的阳离子交换树脂接触，并且所得平衡的有机硅氧烷被分离，该方法的特征在于使用阳离子交换树脂，其比表面积和其中值孔径的乘积P为P≥2.2×10-3m3/kg，比表面积A为≥35m2/g，并且以使用的阳离子交换剂的质量为基础，磺化阳离子交换剂的水含量为8至25wt％。2. 根据权利要求1的方法，^#征在于，低好量有机聚硅 被解聚。3. 根据权利要求1的方法，^4寺征在于，低^ 量有机聚硅辦被平衡。4. 根据权禾腰求l、 2或3至少一项的方法，其特征在于，i顿脂肪族烃作为 溶剂。5. 根据权利要求1至4至少一项的方法，其特征在于，在化合物的平衡中， 有机聚硅纖被分离。6. 根据权禾腰求1至5至少一项的方法，^#征在于，j顿阳离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：W克诺特，F亨宁，KD克莱因，H杜齐克，
申请(专利权)人：赢创戈尔德施米特有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]