一种甲基苯基环硅氧烷的制备方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体是一种以含三官能苯基硅氧链节的聚甲基苯基硅氧烷为原料制备甲基苯基环硅氧烷的方法。

背景技术

甲基苯基硅油和甲基苯基硅橡胶等系列甲基苯基有机硅材料由于具有优异的耐高、低温性，耐辐照性，生理惰性，电气性能等性能而广泛地应用于航空航天、电子电气、交通运输、医疗卫生、人们的日常生活等方面，日益成为国民经济中重要的新型有机硅高分子。甲基苯基环硅氧烷是制备甲基苯基有机硅材料所必须的原材料之一。

通过热裂解不含三官能苯基硅氧链节(T^P)聚甲基苯基硅氧烷来制备甲基苯基环硅氧烷已早有报道。R.N.Lewis等人在J.Amer.Chem.Soc.(1948)70，1115-1117和C.W.Young等人在J.Amer.Chem.Soc.(1948)70，3758-3764均报道了以聚甲基苯基硅氧烷为原料直接进行热裂解来制备甲基苯基环硅氧烷。Guinet和Puthet在美国专利3484469中采用碱金属碳酸盐作为催化剂热裂解聚甲基苯基硅氧烷，制备了甲基苯基环硅氧烷。Kuznetsova等人在美国专利3558681中采用氢氧化锂或锂硅醇盐为催化剂，对聚甲基苯基硅氧烷进行了热裂解，制备甲基苯基环硅氧烷。

热缩合法是生产甲基苯基二氯硅烷最重要的方法之一，但采用热缩合法生产的甲基苯基二氯硅烷单体，均不同程度地含有苯基三氯硅烷，苯基三氯硅烷的含量可从0.1％至20％。由于两者沸点相近，分别为205.0℃(101.3kPa)和201.0℃(101.3kPa)，即便采用精馏分离的方法分离，难以高效率获得不含苯基三氯硅烷的甲基苯基二氯硅烷。而苯基三氯硅烷的存在，使得热缩合法生产的甲基苯基二氯硅烷不能直接应用于甲基苯基硅油及甲基苯基硅橡胶的生产，极大地限制了其应用领域。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是，提供一种以含三官能苯基硅氧链节的聚甲基苯基硅氧烷为原料制备甲基苯基环硅氧烷的方法。

本发明的甲基苯基环硅氧烷的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将计量的含三官能苯基硅氧链节SiPhO_1.5即T^P的聚甲基苯基硅氧烷和催化剂加入反应釜中，混合均匀，催化剂用量为聚甲基苯基硅氧烷用量的0.1～10％；所述的催化剂是氢氧化锂LiOH，碳酸钾K₂CO₃或碳酸钠Na₂CO₃(LiOH的用量一般为0.1～2％，K₂CO₃、Na₂CO₃的用量一般为5～10％)。其中含T^P的聚甲基苯基硅氧烷的制备方法可参照幸松民，王一璐有机硅合成工艺及产品应用，化学工业出版社，2000年，335—339页。

2)在真空条件下升温至200～250℃，脱除含T^P的聚甲基苯基硅氧烷缩合产生的低沸物，反应釜的真空度不低于10mmHg；

3)在高真空条件下升高温度至300～350℃对含T^P的聚甲基苯基硅氧烷进行裂解，收集250～290℃/2mmHg馏分，即为不含T^P的二官能甲基苯基环硅氧烷，反应釜的真空度不低于2mmHg；所述的甲基苯基环硅氧烷通式为(SiMePhO)_n，式中n为≥3的整数。

本发明所采用的原料为含T^P的聚甲基苯基硅氧烷，指通过热缩法生产的甲基苯基二氯硅烷水解缩合所得到的聚甲基苯基硅氧烷，它既包含甲基苯基二官能链节SiMePhO即D^P，又包含T^P，且T^P在整个分子中的含量为0.1～20％。

本发明利用热缩合法生产的甲基苯基二氯硅烷直接水解制得的含T^P聚甲基苯基硅氧烷为原料，经催化裂解来制备甲基苯基环硅氧烷。由于原料中的T^P为交联结构，在催化下热裂解产物仍为交联结构，分子量较大，在高真空条件下也不能被蒸出，保证了所得到的甲基苯基环硅氧烷不含T^P链节，全部为二官能甲基苯基硅氧链节，可以应用于制备硅油、硅橡胶，扩大热缩合法制备的甲基苯基二氯硅烷的应用领域。

由于本发明采用的原料是利用热缩合法直接生产的甲基苯基二氯硅烷制备的，无需分离。与背景技术相比，本发明具有原料易得、成本低廉和应用广泛等明显的优点。

附图说明

图1是含三官能苯基硅氧链节(T^P)的聚甲基苯基硅氧烷的²⁹Si-NMR谱图；

图2是甲基苯基环硅氧烷的²⁹Si-NMR谱图。

从图1中可以看出，含三官能苯基硅氧链节(T^P)的聚甲基苯基硅氧烷由二官能甲基苯基硅氧链节(MePhSiO)(吸收峰的位移为-19.6，-20.2，-29.9—-32.9ppm)、羟基甲基苯基硅氧链节(HOMePhSiO)(吸收峰的位移为-22.3，-23.3，-23.4ppm)及三官能苯基硅氧链节(PhSiO_1.5)(吸收峰的位移为-69.5ppm)组成。从图2中可以看出，制备的甲基苯基环硅氧烷全部由二官能的甲基苯基硅氧链节组成，不再含有三官能苯基硅氧链节(T^P)和羟基甲基苯基硅氧链节，完全可以用来制备系列的甲基苯基有机硅材料。