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摘要:甲基高含氫硅油在國際上是非常受歡迎的有機硅產(chǎn)品,具有耐候性、疏水效果好等特性,能在某些金屬鹽觸媒的催化作用下,在各種基材表面交聯(lián)形成防水膜,具有防潮、防霉、防銹及透氣性。文章重點介紹采用甲基二氯硅烷(MH)和三甲基硅烷(M3)共水解工藝生產(chǎn)甲基高含氫硅油的研究進展,并且針對甲基高含氫硅油遍存在的產(chǎn)品異味較重、氯離子含量高、反酸現(xiàn)象、含有交聯(lián)物質(zhì)、含氫量較低以及透光率較低等因素進行詳細探究。
關(guān)鍵詞:甲基高含氫硅油;溶劑法;共水解法
1甲基高含氫硅油的行業(yè)現(xiàn)狀
甲基高含氫硅油通常被簡稱為高含氫硅油,它是國內(nèi)外十分暢銷的一種非常重要的硅油產(chǎn)品。高含氫硅油產(chǎn)品中的硅氧烷主鏈上含有高活性的硅氫鍵,能與許多的活性基團發(fā)生反應(yīng),并且甲基硅氧烷鏈節(jié)表面能低,所以其合成材料具有良好的防水性。基于這個特點,它常常作為材料的防水處理劑。與此同時,它還能夠被用作交聯(lián)劑、架橋劑、柔軟劑、平滑劑、表面活性劑、農(nóng)藥展?jié)檮┑鹊取5牵F(xiàn)在我國生產(chǎn)的高含氫硅油多存在產(chǎn)品異味較重、氯離子含量高、反酸、含有的交聯(lián)物質(zhì)、含氫量較低以及透光率較低等問題,限制了其在食品、日化、醫(yī)療、衛(wèi)生等高端領(lǐng)域的使用。
2高含氫硅油的生產(chǎn)工藝
目前,普遍的高含氫硅油生產(chǎn)方法主要有甲基二氯硅烷與其它硅氧烷催化平衡法、甲基二氯硅烷醇解水解催化平衡法、含Si-Cl鍵硅油還原法及甲基氯硅烷共水解縮合法等方法進行制備。前三種方法在具體的生產(chǎn)過程中相對成本較高并且制備過程比較繁瑣,因此很難進行大規(guī)模的應(yīng)用。
2.1溶劑法制備高含氫硅油
早期利用MH和M3按比例配成的混合物進行共水解法制備高含氫硅油的工藝是:在水解反應(yīng)釜中加入定量的有機溶劑和水,然后再按比例加入MH和M3的混合物,水解反應(yīng)結(jié)束后將產(chǎn)生的油層進行多次水洗,再加入濃硫酸溶液進行調(diào)聚反應(yīng),結(jié)束后將油層進行多次水洗直至顯中性,再進行脫低除去粗含氫硅油中的溶劑和低沸物,再經(jīng)過活性炭脫色過濾后即可得到成品。但是用該方法制備的高含氫硅油還存在以下的嚴重的缺點:產(chǎn)品含氫量低、異味大、硫酸造成污染、制造成本高、操作步驟繁瑣。基于硫酸催化、含氫量低的問題,技術(shù)人員提出利用固體酸催化劑代替濃硫酸來進行調(diào)聚反應(yīng),含氫硅油的氫值可以達到1.56%以上。但產(chǎn)品含氫量較低、副產(chǎn)酸多、異味等問題仍不能解決。
2.2無溶劑法制備高含氫硅油
基于溶劑法制備高含氫硅油工藝存在的諸多問題,近年來無溶劑法制備高含氫硅油的方法得到越來越多的應(yīng)用。該方法也是利用MH、M3共水解法制備,但此工藝生產(chǎn)過程中采用離心或沉降分層的物理方法將油層和酸水進行分離,取消傳統(tǒng)的水洗除酸的方法,實現(xiàn)縮短工藝流程達到縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期、減少副產(chǎn)物稀鹽酸的產(chǎn)生量。這種制備工藝具有解決產(chǎn)品異味、產(chǎn)品反酸得到改善、緩解環(huán)保壓力等優(yōu)點。但是仍然存在著以下幾個缺點:產(chǎn)生較多的廢水和廢硫酸、副產(chǎn)物中存在交聯(lián)物質(zhì)等。基于這些問題,研究技術(shù)人員提出利用酸性活性白土代替濃硫酸來進行調(diào)聚反應(yīng),催化劑可以多次使用,減少副產(chǎn)物的產(chǎn)出,大大降低環(huán)保壓力;同時取消水洗工藝,采用弱堿性物質(zhì)進行直接中和至中性,然后進行物理分離。
3影響高含氫硅油產(chǎn)品質(zhì)量的因素分析
雖然目前無溶劑法在應(yīng)用過程中不使用溶劑,有利于環(huán)境保護,并提高產(chǎn)品品質(zhì)的優(yōu)點。但是,無溶劑工藝仍然存在一些問題:水解產(chǎn)物中含有交聯(lián)物質(zhì)、高含氫硅油在儲存的過程中存在含氫量波動降低的現(xiàn)象,影響其穩(wěn)定性。因此,無論是溶劑法還是無溶劑制備的高含氫硅油產(chǎn)品目前都存在凝膠量較大、返酸現(xiàn)象嚴重、含氫值較低等問題。共水解混合物量加入速度對質(zhì)量的影響:目前普遍采用向定量水中加入混合物,由于混合物遇水反應(yīng)激烈,混合物進料過快會造成反應(yīng)溫度升高較快,反應(yīng)無法控制,造成較多的交聯(lián)物質(zhì)產(chǎn)生,含氫硅油渾濁,影響產(chǎn)品質(zhì)量和收率,同時水解不徹底會造成產(chǎn)品反酸問題。M3對產(chǎn)品粘度的影響:M3水解生產(chǎn)六甲基二硅氧烷,具有封端作用,其加入量會導(dǎo)致含氫硅油產(chǎn)品粘度差異,因此合理的控制M3的加入量對含氫硅油粘度的大小起到?jīng)Q定性作用,同時還會影響高含氫硅油的含氫量。溫度和真空度:高含氫硅油調(diào)聚達到平衡后,含有的低沸物較多,一般需要進行脫出除低沸物,但在脫出低沸物時的系統(tǒng)的壓力和溫度對低沸物的含量有影響。溫度高、壓力低脫出的低沸物就多,產(chǎn)品質(zhì)量就好,反之則對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。
4結(jié)語
經(jīng)過上文的分析研究可知,利用MH和M3共水解法制備高含氫硅油的工藝生產(chǎn)過程中,工藝控制不當,會造成高含氫硅油中的氯離子含量偏高、凝膠量過多,含氫量較低,透光率差等問題。此外,高含氫硅油的原料MH還是有機硅單體裝置產(chǎn)生的副產(chǎn)物之一。MH具有易燃易爆、腐蝕性比較強、不易保存的性質(zhì),因此如果對其處理不當時極易造成安全隱患,那么將其制備成高含氫硅油可創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟、環(huán)保效益。甲基高含氫硅油的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,更加綠色環(huán)保的生產(chǎn)工藝是當今社會所需求的。
參考文獻:
[1]李季,趙曉璐,白雪,張磊,楊春暉.高含氫硅油的制備及表征[J].有機硅材料,2016,30(02):97-101.
[2]李恩,陳海平,苗剛,梅平,喻黎明.堿催化制備低黏度甲基硅油和乙烯基硅油[J].有機硅材料,2013,27(06):441-443.
作者:倪志遠 單位:河北省唐山三友化工有限公司