一种制备环保无溶剂法羟基硅油的新工艺，混炼胶保质期长达9个月！

发布日期：2018-08-24 来源：有机硅商城 浏览次数：1345

作者：深圳诚信博业科技有限公司

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自人类发明有机硅新材料后，有机硅的发展飞跃发展，合成材料的新技术、新应用就层出不穷。从二氧化硅硅石到硅橡胶的有机硅产品，已知的就有 1800 多种，今天重点说明一下用于甲基乙烯基硅橡胶中的结构控制剂聚二甲基硅二醇。

聚二甲基硅二醇由硅烷醇基封的线性聚硅氧烷，聚合度 6-9。主要应用于甲基乙烯基硅橡胶的抗结构化控制剂；棉、丝绸、化纤等织物的整理剂；人造革助剥离形剂、防水处理剂等。目前国内外主要工艺采用醋酐法，即用甲基环硅氧烷和醋酐发生酸催化开环聚合反应，而后水解并用再用碳酸氢钠或碳酸钠进行回流碱洗反应中和醋酸根，这种生产方法在碱洗过程中，会产生大量含盐、VOC 废水、需外排、造成环境污染。

新型环保聚二甲基硅二醇的合成方法，其核心是运用 salen 催化剂水解动力学拆分反应取代了酸碱催化水解反应，反应在中性条件下进行，无需中和，从根本上消除了污染源，真正实现了绿色环保化清洁生产。

1、制备原理

这种新型合成方法采用的技术方案是：将六甲基环三硅氧烷、水、醇和助溶剂混合，再加入负载型手性催化剂和相转移催化剂，充分混合使所有物料形成互溶均相，使合成反应充分进行得到聚二甲基硅二醇产品。工艺中用到的六甲基环三硅氧烷、水和醇，都是环保产品，其用量根据产品的聚和度要求来定，其具体配比可根据反应式来选择和调节。本反应机理较复杂，根据研究、醇解和水解的过程简单说一下：在催化剂作用下，六甲基环三硅氧烷首先与醇发生反应，开环醇解，生成烷氧基封端的线性聚硅氧烷，而后烷氧基又与水发生水解反应，生成羟基封端的线性聚硅氧烷和醇，醇又回到反应体系中。从表面上看，醇在反应前后总质量几乎不变，实际上在反应过程中生成中间体，是不可或缺的，醇选用甲醇、乙醇等低价易找的醇类，有利于成本环保考虑；助溶剂促进反应体系的相容性，有利于合成反应的进行。符合国家政策和大环境对化工产品的生产要求，是一个利国利民的有意义的工艺选择，一定是未来的发展方向。

此技术的优点主要体现在以下几个方面：

第一、以 salen 催化剂取代了酸碱化条件，反应在中性条件下进行，免除了中和反应，反应提纯分离后剩余的水液，不含酸碱盐，可做原料重新投入生产使用。从而在源头上消除了污染源，真正实现了绿色化清洁生产。符合国家政策和大环境对化工产品的生产要求，是一个利国利民的有长远意义的工艺选择。

第二、在合成过程中不产生较高热量，工艺易控制，每一种原料都参与反应，并重复利用，无 VOC 废液、废物、杂质排放，是一个完整的生态体系，符合环保及欧盟对低 VOC 的要求；

第三、因为最终产品无 VOC，几乎没有任何副反应，完全没有 VOC 释放；添加到硅橡胶中，增加了硅橡胶的贮存稳定性，相比较醋酸酐法工艺，贮存稳定性提高二到三倍。

第四、目前国内外的工艺采用醋酐、硫酸等进行醇化反应，过程中要消耗大量的酸碱水，尤其在酸碱中和，碱洗回流等工艺过程中要排放大量含盐及 VOC 废水，该废水无法在生产中重新使用，需要外排处理，如进行废水冶理，处理成本高，处理难度大。而本发明工艺，所有水液产物，均可以回系统循环利用，实现了废水废液的零排放。唯一产生的废料是少量活性炭，活性炭用量较少，仅为 0.5~1‰，按年产 1000T 计，消耗并排放的活性炭仅为 0.5~1T/a 左右，平均每天 2-3kg，活性炭处理路径较多，也可回收利用。可收集卖给活性炭专业回收厂家也可自行脱附处理循环使用。量较少时，还可以用酒精灯燃烧或充当燃料，燃烧时无烟尘，充分转化为二氧化碳，无污染。

2、合成工艺：

第一步，将原料投入到微波超声联合反应器系统中，加入负载型手性催化剂（salen 催化剂）和相转移催化剂。开启搅拌、超声音波，微波，反应时间 36~38 小时，在反应初、中、后期，超声频率需要根据反应情况进行调整，随着反应进展，产物聚合度增大，逐步提高超声音波频率，反应 10 小时后，提高到峰值并保持到反应结束。超声波频率调整范围为 25-40KHz。微波频率根据温控需要进行调整，范围为 2000~2500MHz,反应温度控制在 60~65℃，温度达到 60℃以上时，微波采用间歇性开启，以保持温度稳定，当温度过高时，应关闭微波，并通冷却水降温，以防止甲醇大量汽化跑料。

第二步为分馏层析，对第一步反应完成的物料加入 30kg 水，然后升温进行减压精馏，反应釜内温度控制在 79~81℃，压力 0.06~0.07MPa,精馏柱顶温度控制在66-67℃，回流量 3-3.5m3/h,温度不宜过高，以免拨出水分，收集醇、助溶剂用于下次反应。并将蒸馏的剩余物进行保温静置分层 2-3h，分除下层水后得到的油层即为聚二甲基硅二醇粗品；

第三步，聚二甲基硅二醇粗品质量比加入 0.5~1‰活性炭，在温度 80~85℃下搅拌 2~2.5h,而后采用精密过滤器进行过滤，即得到聚二甲基硅二醇产品。

3、产品测试结果

测试结果见表 1