制备异氰酸基有机硅烷的方法技术

本发明专利技术提供了一种制备具有异氰酸酯官能的硅烷的方法，其中所述硅烷在其化学制备后被纯化，并在纯化后，仅在相对空气湿度小于１０％的气氛中处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备异氰酸基有机硅垸的方法
本专利技术涉及一种制备具有异氰酸酯官能的硅烷的方法，其中可以达到改 善的储存稳定性。长期以来，对以高产量和高纯度制备异氰酸基有机硅烷的经济的方法的 关注度很高。所述化合物具有很高的经济价值。例如，异氰酸基硅浣可以被用作有机聚合物和无机材料间的粘合剂。然 而，在工业上，异氰酸基有机硅垸被首先用作有机多元醇(例如聚醚多元 醇)、聚氨酯、聚酯或聚(甲基)丙烯酸酯的终止。得到的烷氧基硅烷终止 的预聚物与大气中的水分接触而固化，并尤其用作粘合剂和密封剂，或用 作表面涂布树脂，或用作表面涂布树脂的成分。在现有技术中，通常使用通式(1)的传统y-异氰酸基丙基硅烷 OCN-(CH2)3-Si(OR')x(R")3-x (1)，其中R'和R"是烷基，x是0-3，优选3或2。然而，近来，通式(2)的a-异氰酸基甲基硅烷受到特别关注 OCN-CH2-Si(OR')x(R")3-x (2)，其中R'、 R"和x如以上所限定。所述a-异氰酸基甲基硅垸具有对大气中的水分的特别高的反应活性，适 用于制备具有高度但可调的固化率的垸氧基硅垸终止的预聚物(例如 EP 1 421 129和WO2004/022618中所描述的)。另外，相应的a-硅烷终止 的预聚物还可以无需锡催化剂而交联，而锡催化剂是毒理学关注的(尤其 在EP 1 421 129中所述的)。已知多种。因此，EP0 212 058描述了一 种方法，其中具有脲单元的硅烷在液相中热分解，形成异氰酸基有机硅烷 以及相应的胺或酰胺。EP 1 010 704公开了一种制备异氰酸基有机硅垸的方法，其中在二氯化 锡作为催化剂存在下，氨基甲酸基有机硅烷在液相中热分解，形成相应的 异氰酸基有机硅烷。DE 101 08 543描述了由相应的氨基甲酸基有机硅垸和垸基氯硅烷或乙 烯基氯硅烷制备异氰酸基有机硅烷。另夕卜，US 6,008,396公开了一种方法，其中在惰性热介质中，氨基甲酸 基有机硅垸消除醇而转化成相应的异氰酸基硅垸，而后通过蒸馏将其从反 应混合物中直接移出。在EP 0 649 850中也描述了氨基甲酸基有机硅烷形成异氰酸基有机硅 烷和甲醇的热分解，其中在大气压或减压下，分解在气相中发生。反应优 选在管式反应器中进行。从EP 1 343 793中还可以得知所述方法的改进，其 中氨基甲酸酯分解在多相催化剂存在下进行。如果合适的话，热分解作用 也可以用WO 2005/056565中所述的微结构装置进行。WO2005/056564中描述了另一个方法，其中在微波作用下制备异氰酸 基有机硅烷。最后，WO 2005/055974描述了结合流体化固体微粒的所述微 波方法。现有技术中描述的方法通常仅用于制备传统的通式(1)的Y-异氰酸基 丙基硅烷。然而，其至少基本上也适于制备通式(2)的a-异氰酸基甲基硅 烷。虽然，无一例外，所述方法具有如下缺点，即通过所有方法得到的通 式(2)的ot-异氰酸基甲基硅烷都相当不稳定，并至少在室温下不具有满意 的储存稳定性。因此，依据生产方法，在室温下仅仅储存几周，有时甚至 是几天，就足以造成观察的各个a-异氰酸基甲基硅烷的显著比例的分解(即 >>10%)。特别的，在隔绝空气的密封容器中发生的a-异氰酸基甲基硅垸 的分解也是显著的。在此，通式(2)的a-异氰酸基甲基硅烷与传统的不含 硅烷单元的异氰酸酯有显著差别，因为后者通常可以在气密容器中储存数 月而没有问题。因此，本专利技术的一个目的是提供一种制备异氰酸基有机硅垸的方法，特 别是备a-异氰酸基甲基硅垸的方法，其具有显著改善的储存稳定性。本专利技术提供一种制备具有异氰酸酯官能的硅垸的方法，其中在硅垸的化 学制备后对其进行纯化，并在纯化后，仅在相对空气湿度小于10%的气氛 中处理。异氰酸基官能硅烷的处理尤其包含储存以及分配和/或转移至适于储存 和/或运输的容器中。本专利技术的方法优选用于制备通式(3)的异氰酸基官能硅烷OCN-(CH2)x-SiR、(OR2)3-a (3)，其中R1是具有1-10个碳原子的未取代或卤素取代的垸基、环烷基、 烯基或芳基，R2是具有l-20个碳原子的烷基，并可以插入不相邻的-O-基团， x是1-8和 a是0、 1、 2或3。基团W优选甲基、乙基或苯基基团。基团W优选甲基或乙基基团。变 量x优选l或3，特别优选的值为l,即使用oc-异氰酸基甲基硅垸。a优选 0、 l或2，特别优选0或1。可以通过任何方法进行异氰酸基官能硅烷的化学制备，优选通过引用的 现有技术中所述的方法进行，特别优选US6,008,396、 EP0212058、 EP 1 010 704、 EP 0 649 850或EP 1 343 79微波法。优选通过一个或多个蒸馏步骤进行异氰酸基官能硅烷的纯化。在蒸馏过 程中，优选通过薄膜蒸发器、蒸馏罐或通过供给入蒸馏柱中而蒸发硅垸。在异氰酸基官能硅烷的纯化过程中，最后的纯化步骤优选在相对空气湿 度小于10%的气氛中进行。特别优选所有的纯化步骤在相对空气湿度小于 10%的气氛中进行。在通过蒸馏的纯化过程中，最后的蒸馏步骤优选在相对 空气湿度小于10%的气氛中进行，或在减压下，即< 100 mbar，优选< 10 mbar 和特别优选〈2mbar的压力下进行。特别优选通过蒸馏纯化的过程中的所有 蒸馏步骤在相对空气湿度小于10%的气氛中进行，或在减压下，即 < 100 mbar，优选< 10 mbar和特别优选< 2 mbar的压力下进行。纯化后的异氰酸基官能硅垸优选仅在相对空气湿度小于5%的气氛中处 理、储存和/或分配或转移至适于储存和/或运输的容器中，特别优选在相对 空气湿度小于1%的气氛中。所述容器优选预处理以在填装前从容器的内部 去除任何痕量的水。例如，适合的预处理方法为抽空容器，而后使用特定 装置，用上述气体或惰性气体冲洗一定时间，确保原始存在的气体的理想 置换(虹吸管技术)，通过加热容器置换气体等。所述方法可以在任何温度 和气体压力下进行。依据现有技术的方法干燥和加热所用气体，例如蒸汽热交换器、电加热等。相对空气湿度小于10%的气氛是优选的保护气体，其具有小于1000ppm 的含水量，特别优选小于500ppm的含水量，和特别地小于250ppm的含水 量。作为保护气体，特别优选使用干燥空气、氮气或惰性气体，特别优选 氮气或氩气。将异氰酸基官能硅烷，优选符合通式(3)(其中x特别优选l)的异氰 酸基硅垸，分配进适于储存和/或运输并己经预处理的容器中，优选在手套 箱中进行，其中存在各种保护气体气氛。在工业方法中，特别优选在密封 分配系统中分配，例如具有死角重新连接的分配阀。本专利技术基于令人惊奇的因素，即异氰酸基官能硅垸，特别是X:1的通式(3)的ot-异氰酸基甲基硅烷在最后纯化步骤后，当从不与(空气的)水 分接触时，具有显著改善的储存稳定性。在此，x = l的通式(3)的oc-异氰酸基甲基硅烷的基团不同于所有其他 异氰酸酯。尽管所有这些后者化合物能与空气的水分反应，这也是为什么 其也不能在空气中长时间的储存的原因，但是传统的异氰酸酯需要定量的 水(每两分子的异氰酸酯"消耗"一份子水)，而水本身或异氰酸酯与水反应 的分解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备具有异氰酸酯官能的硅烷的方法，其中所述硅烷在其化学制备后被纯化，并在纯化后，仅在相对空气湿度小于１０％的气氛中处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：F鲍曼，T弗赖，V施坦耶克，
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]