二月桂酸二丁基锡催化合成甲氧基肟酮基硅烷的方法

摘要

本发明公开了一种二月桂酸二丁基锡催化合成甲氧基肟酮基硅烷的方法，涉及交联剂领域，包括以下步骤：按质量份将1份四甲氧基硅烷、0.2～2.5份丁酮肟和0.0005～0.005份二月桂酸二丁基锡加入带有气相采出装置的反应釜，在反应釜内的温度为121℃～129℃的条件下，搅拌反应3～7h，得到待蒸馏产品；在温度为100℃～120℃、压力为-0.095～-0.098MPa的条件下，对待蒸馏产品进行蒸馏，得到甲氧基肟酮基硅烷复合物。本发明的二月桂酸二丁基锡可作为室温硫化硅橡胶成型的催化剂，反应完成后，二月桂酸二丁基锡能够留存在反应产物中，反应步骤比较简单；本发明采用四甲氧基硅烷为原料，合成成本较低。

说明书

技术领域

本发明涉及交联剂领域，具体涉及一种二月桂酸二丁基锡催化合 成甲氧基肟酮基硅烷的方法。

背景技术

现有的室温硫化硅橡胶在固化成型的过程中，通常使用甲基三丁 酮肟基硅烷、四丁酮肟基硅烷、甲基三甲氧基硅烷和肟酮基甲氧基硅 烷复合物作为交联剂，实现室温硫化硅橡胶橡胶交联的固化成型。

使用甲基三丁酮肟基硅烷作为交联剂时，室温硫化硅橡胶的固化 成型速度比较慢；使用四丁酮肟基硅烷作为交联剂时，由于四丁酮肟 基硅烷的凝固点较高（约40℃），使用时四丁酮肟基硅烷容易结晶， 导致室温硫化硅橡胶的固化成型速度难以控制，而且得到的硫化橡胶 成品较脆，伸长率比较差；使用甲基三甲氧基硅烷作为交联剂合成的 室温硫化硅橡胶在储存时，稳定性较差。

甲氧基丁酮肟基硅烷复合物为三甲氧基丁酮肟基硅烷、二甲氧基 二丁酮肟基硅烷、甲氧基三丁酮肟基硅烷和四丁酮肟基硅烷的混合物。 甲氧基丁酮肟基硅烷复合物作为交联剂时，室温硫化硅橡胶的固化成 型活性比较高，固化速度比较快，使用比较方便，还可以通过调节各 组份的含量来控制固化速度，合成的室温硫化硅橡胶贮存稳定性比较 好。

现有的合成甲氧基肟酮基硅烷复合物方法为：采用氯硅烷、有机 氯硅烷、丁酮肟和甲醇为原料，在催化剂氯化钙、钛酸丁酯和胺基化 合物的催化下，酯化合成甲氧基肟酮基硅烷复合物。

但是，现有的合成甲氧基肟酮基硅烷复合物方法存在以下缺陷：

（1）采用氯硅烷、有机氯硅烷、丁酮肟和甲醇为原料，钛酸丁 酯为催化剂合成甲氧基肟酮基硅烷复合物的颜色较深，甲氧基肟酮基 硅烷复合物使用时容易凝固，交联活性较低。催化剂氯化钙为粉末状 固体，反应完成后残留在反应产物中难以除去。胺基化合物与甲氧基 肟酮基硅烷复合物的沸点比较接近，胺基化合物与甲氧基肟酮基硅烷 复合物难以分离；由于胺基化合物残留在反应产物中导致合成的交联 剂交联活性较低，而且残留有氨基化合物的反应产物而且长时间储存 后，容易变黄。

（2）甲氧基肟酮基硅烷复合物采用氯硅烷、有机氯硅烷为原料， 氯硅烷和有机氯硅烷反应会产生氯化氢气体，氯化氢气体会污染环境， 安全存在一定隐患。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种二月桂 酸二丁基锡催化合成甲氧基肟酮基硅烷的方法，合成甲氧基肟酮基硅 烷复合物的步骤比较简单，反应产物的颜色比较浅，交联活性比较高， 不仅比较安全，而且合成成本比较低。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种二月桂酸二丁 基锡催化合成甲氧基肟酮基硅烷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、按质量份将1份四甲氧基硅烷、0.2～2.5份丁酮肟和0.0005～ 0.005份二月桂酸二丁基锡，加入带有气相采出装置的反应釜；保持 气相采出口的温度在76℃以下，将四甲氧基硅烷、丁酮肟和二月桂 酸二丁基锡升温至121℃～129℃后，搅拌3～7h，得到待蒸馏产品；

B、在温度为100～120℃、压力为-0.095～-0.098MPa的条件下， 对待蒸馏产品进行蒸馏，得到甲氧基肟酮基硅烷复合物。

在上述技术方案的基础上，步骤A中保持气相采出口的温度在 76℃以下包括以下步骤：在气相采出口的温度为70℃～75℃的条件下， 开始气体采出；在气相采出口的温度为76℃的条件下，对反应釜进 行全回流，持续进行气体采出。

在上述技术方案的基础上，步骤A包括以下步骤：将1份四甲 氧基硅烷、0.5～1份丁酮肟和0.0015～0.001份二月桂酸二丁基锡， 加入带有气相采出装置的反应釜；保持气相采出口的温度在76℃以 下，将四甲氧基硅烷、丁酮肟和二月桂酸二丁基锡升温至125℃后， 搅拌5h，得到待蒸馏产品。

在上述技术方案的基础上，所述二月桂酸二丁基锡为0.0025份。

在上述技术方案的基础上，所述丁酮肟为0.25份。

在上述技术方案的基础上，步骤A中将四甲氧基硅烷、丁酮肟 和二月桂酸二丁基锡升温至121℃～129℃包括以下步骤：将甲氧基 硅烷、丁酮肟和二月桂酸二丁基锡搅拌升温至121℃～129℃。

在上述技术方案的基础上，所述甲氧基肟酮基硅烷复合物包括四 甲氧基硅烷、三甲氧基丁酮肟基硅烷、丁酮肟、二甲氧基二丁酮肟基 硅烷和甲氧基三丁酮肟基硅烷。

在上述技术方案的基础上，所述甲氧基肟酮基硅烷复合物中，四 甲氧基硅烷的含量为0.5%～5.5%、丁肟酮的含量为2.0%～5.2%、三 甲氧基丁酮肟基硅烷的含量为12.5%～82.5%、二甲氧基二丁酮肟基 硅烷的含量为4.9%～30.3%，甲氧基三丁酮肟基硅烷的含量为0.5%～ 33.8%、四丁酮肟基硅烷的含量为0%～15.2%。

在上述技术方案的基础上，所述甲氧基肟酮基硅烷复合物的色度 为60～180黑曾。

在上述技术方案的基础上，所述甲氧基肟酮基硅烷复合物的pH 值为6～8。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

（1）本发明的催化剂二月桂酸二丁基锡，不仅能够催化甲氧基 肟酮基硅烷的合成，而且本身可作为室温硫化硅橡胶在固化成型过程 中的催化剂，因此，二月桂酸二丁基锡催化合成甲氧基肟酮基硅烷后， 二月桂酸二丁基锡能够直接留存在反应产物中，反应步骤比较简单， 二月桂酸二丁基锡能够与甲氧基肟酮基硅烷互溶，反应产物的颜色比 较浅，反应产物的交联活性比较高。

（2）本发明采用四甲氧基硅烷为原料，四甲氧基硅烷是三甲氧 基氢硅烷合成中的副产物，工业中使用比较少，价格比较低。本发明 不仅有效缓解了四甲氧基硅烷的积压，而且合成成本比较低。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明提供的二月桂酸二丁基锡催化合成甲氧基肟酮基硅烷复 合物的方法，包括以下步骤：按质量份将1份四甲氧基硅烷、0.2～ 2.5（优选为0.5～1份）份丁酮肟和0.0005～0.005（优选为0.0025～ 0.001份）份二月桂酸二丁基锡加入带有气相采出装置的反应釜，升 温反应釜并检测气相采出口的温度；在气相采出口的温度为70℃～75℃ 的条件下，进行甲醇气体采出；在气相采出口的温度为76℃的条件 下开始全回流，保持气相采出口的温度在76℃以下，持续采出甲醇 气体，将四甲氧基硅烷、丁酮肟和二月桂酸二丁基锡搅拌升温至 121℃～129℃，搅拌反应3～7h，得待蒸馏产品，在温度为100℃～ 120℃、压力为-0.095～-0.098MPa的条件下蒸馏待蒸馏产品，得到甲 氧基肟酮基硅烷复合物。

反应釜为设有搅拌器、回流冷凝管、冷凝管和温度计的1000ml 三口烧瓶，气相采出装置包括蒸馏头、冷凝管、接尾管和容积为500ml 的收集瓶。

本发明中的二月桂酸二丁基锡不仅可以作为催化剂，而且可以作 为室温硫化橡胶在固化成型过程中的催化剂，因此本发明中的二月桂 酸二丁基锡能够直接留存在反应产物中，而且不影响反应产物的使用 性能。

甲氧基肟酮基硅烷复合物的pH值为6～8，甲氧基肟酮基硅烷复 合物包括四甲氧基硅烷、三甲氧基丁酮肟基硅烷、丁酮肟、二甲氧基 二丁酮肟基硅烷和甲氧基三丁酮肟基硅烷。

通过GC(Gas Chromatography气相色谱)分析甲氧基肟酮基硅烷 复合物，得到甲氧基肟酮基硅烷复合物中，四甲氧基硅烷的含量为 0.5%～5.5%、丁肟酮的含量为2.0%～5.2%、三甲氧基丁酮肟基硅烷 的含量为12.5%～82.5%、二甲氧基二丁酮肟基硅烷的含量为4.9%～ 30.3%，甲氧基三丁酮肟基硅烷的含量为0.5%～33.8%、四丁酮肟基 硅烷的含量为0%～15.2%，其他的含量为2.5%～4.6%。

本发明实施例的反应方程式为 (CH₃O)₃Si+C₂H₃C(NOH)CH₃→CH₃Si(OCH₃)₃+HON=C(CH₃)(C₂H₅)→ CH₃Si(OCH₃)₂ON=C(CH₃)(C₂H₅)+CH₃(OCH₃)ON=C[(CH₃)(C₂H₅)]₂+C H₃Si[ON=C(CH₃)(C₂H₅)]+CH₃OH↑。

采用GB/T605-2006化学试剂色度测定通用方法对甲氧基肟酮基 硅烷复合物进行测定，得到甲氧基肟酮基硅烷复合物的色度为60～ 180黑曾。

下面，通过5个实施例对本发明进行详细说明：

实施例1

向1000ml的三口烧瓶中，加入500g四甲氧基硅烷、125g丁酮 肟和0.75g二月桂酸二丁基锡，三口烧瓶带有搅拌器、回流冷凝管、 气相采出装置和温度计，对三口烧瓶进行升温并检测气相采出口的温 度，当气相采出口温度为72℃时开始气相采出，当气相采出口温度 为76℃时开始全回流，保持气相采出口温度不高于76℃并持续采出 甲醇气体，保持三口烧瓶内的温度为121℃的条件下搅拌反应2h，得 到待蒸馏产品，在温度为100℃，压力为-0.095Mp的条件下，蒸馏待 蒸馏产品得到甲氧基肟酮基硅烷复合物。

经验证：得到甲氧基肟酮基硅烷复合物的质量为225.2g，色度为 60黑曾，pH为6。

通过GC分析得到甲氧基肟酮基硅烷复合物的成分如下：甲氧基 肟酮基硅烷复合物中，四甲氧基硅烷的含量为1.3%、丁酮肟的含量 为3.1%、三甲氧基丁酮肟基硅烷的含量为80.5%、二甲氧基二丁酮 肟基硅烷的含量为10.5%、甲氧基三丁酮肟基硅烷的含量为1.6%、 四丁酮肟基硅烷的含量为0%、其他的含量为3.0%。

实施例2

向1000ml的三口烧瓶中，加入500g四甲氧基硅烷，100g丁酮 肟和0.25g二月桂酸二丁基锡，三口烧瓶带有搅拌器、回流冷凝管、 气相采出装置和温度计，对三口烧瓶进行升温并检测气相采出口的温 度，当气相采出口温度为70℃时开始气相采出，当气相采出口温度 为76℃时开始全回流，保持气相采出口温度不高于76℃并持续采出 甲醇气体，在三口烧瓶内的温度为125℃的条件下搅拌反应5h，得到 待蒸馏产品，在温度为115℃，压力为-0.096Mpa的条件下，蒸馏待 蒸馏产品得到甲氧基肟酮基硅烷复合物。

经验证：得到甲氧基肟酮基硅烷复合物的质量为210.3g，色度为 180黑曾，pH为7。

通过GC分析得到甲氧基肟酮基硅烷复合物的成分如下：甲氧基 肟酮基硅烷复合物中，四甲氧基硅烷的含量为5.5%、丁酮肟的含量 为2.0%、三甲氧基三丁酮肟基硅烷的含量为82.5%、二甲氧基二丁 酮肟基硅烷的含量为4.9%、甲氧基三丁酮肟基硅烷的含量为0.5%、 四丁酮肟基硅烷的含量为0%、其他的含量为4.6%。

实施例3

向1000ml的三口烧瓶中，加入200g四甲氧基硅烷，500g丁酮 肟和1g二月桂酸二丁基锡，三口烧瓶为带有搅拌器、回流冷凝管、 气相采出装置和温度计，对三口烧瓶进行升温并检测气相采出口的温 度，当气相采出口温度为75℃时开始气相采出，当气相采出口温度 为76℃时开始全回流，保持气相采出口温度不高于76℃并持续采出 甲醇气体，在三口烧瓶内的温度为129℃的条件下搅拌反应7h，得到 待蒸馏产品，在温度为120℃，压力为-0.098Mpa的条件下，蒸馏待 蒸馏产品得到甲氧基肟酮基硅烷复合物。

经验证：得到甲氧基肟酮基硅烷复合物的质量为260g，色度为 65黑曾，pH为8。

通过GC分析得到甲氧基肟酮基硅烷复合物的成分如下：甲氧基 肟酮基硅烷复合物中，四甲氧基硅烷的含量为0.5%、丁酮肟的含量 为5.2%、三甲氧基三丁酮肟基硅烷的含量为12.5%、二甲氧基二丁 酮肟基硅烷的含量为30.3%、甲氧基三丁酮肟基硅烷的含量为33.8%、 四丁酮肟基硅烷的含量为15.2%、其他的含量为2.5%。

实施例4

向1000ml的三口烧瓶中，加入200g四甲氧基硅烷，200g丁酮 肟和0.2g二月桂酸二丁基锡，三口烧瓶为带有搅拌器、回流冷凝管、 气相采出装置和温度计，对三口烧瓶进行升温并检测气相采出口的温 度，当气相采出口温度为75℃时开始气相采出，当气相采出口温度 为76℃时开始全回流，保持气相采出口温度不高于76℃并持续采出 甲醇气体，在三口烧瓶内的温度为129℃的条件下搅拌反应7h，得到 待蒸馏产品，在温度为120℃，压力为-0.098Mpa的条件下，蒸馏待 蒸馏产品得到甲氧基肟酮基硅烷复合物。

经验证：得到甲氧基肟酮基硅烷复合物的质量为240g，色度为 70黑曾，pH为8。

通过GC分析得到甲氧基肟酮基硅烷复合物的成分如下：甲氧基 肟酮基硅烷复合物中，四甲氧基硅烷的含量为1.2%、丁酮肟的含量 为4.9%、三甲氧基三丁酮肟基硅烷的含量为40.7%、二甲氧基二丁 酮肟基硅烷的含量为24.3%、甲氧基三丁酮肟基硅烷的含量为19.4%、 四丁酮肟基硅烷的含量为6.2%、其他的含量为3.3%。

实施例5

向1000ml的三口烧瓶中，加入500g四甲氧基硅烷，250g丁酮 肟和0.5g二月桂酸二丁基锡，三口烧瓶为带有搅拌器、回流冷凝管、 气相采出装置和温度计，对三口烧瓶进行升温并检测气相采出口的温 度，当气相采出口温度为75℃时开始气相采出，当气相采出口温度 为76℃时开始全回流，保持气相采出口温度不高于76℃并持续采出 甲醇气体，在三口烧瓶内的温度为129℃的条件下搅拌反应3h，得到 待蒸馏产品，在温度为120℃，压力为-0.098Mpa的条件下，蒸馏待 蒸馏产品得到甲氧基肟酮基硅烷复合物。

经验证：得到甲氧基肟酮基硅烷复合物的质量为230g，色度为 62黑曾，pH为6。

通过GC分析得到甲氧基肟酮基硅烷复合物的成分如下：甲氧基 肟酮基硅烷复合物中，四甲氧基硅烷的含量为1.5%、丁酮肟的含量 为4.5%、三甲氧基三丁酮肟基硅烷的含量为60.7%、二甲氧基二丁 酮肟基硅烷的含量为18.3%、甲氧基三丁酮肟基硅烷的含量为9.7%、 四丁酮肟基硅烷的含量为2.6%、其他的含量为2.7%。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细 描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。