Изобретение относится к области химии, в частности к полиорганосилоксанам, которые являются гибридными сверхразветвленными полимерами, содержащими органосилоксановые блоки, химически привитые к частицам диоксида кремния, и способу их получения. Указанные продукты могут быть использованы как основа высокоэффективных пеногасящих композиций.
Известно, что полиорганосилоксаны различного состава и строения (ПОС), преимущественно в смеси с диоксидом кремния, достаточно широко используются в самых разных областях промышленности в качестве пеногасящих, антивспенивающих и пенорегулирующих добавок. Научные и технологические изыскания в этой области продолжаются более полувека вплоть до настоящего времени.
В авторском свидетельстве СССР №1171473 (опубл. 07.08.1985 г.) пеногасящие ПОС разветвленного и циклоразветвленного строения получают согидролизом при 40-70°C продуктов каталитической (щелочной) перегруппировки смеси линейных и циклических диметилсилоксанов с тетраэтоксисиланом или полиэтилсиликатом и последующим их смешением с триметилхлорсиланом. Однако следует отметить, что целевые продукты проявляют низкую пеногасящую способность.
В патенте РФ №2082725 (опубл. 27.06.1997 г.) предложен способ получения ПОС, обладающих повышенными антивспенивающими свойствами. В ходе процесса проводят согидролиз и поликонденсацию продуктов гидролиза (CH3)2SiCl2, (CH3)3SiCl и SiCl4 при температуре 40-70°C и поддержании мольного соотношения двух последних соединений соответственно (0,02-0,03)÷(0,2-0,3) на 1 моль структурного звена (CH3)2SiO - продуктов гидролиза диметилдихлорсилана. Синтез ведут в присутствии избытка воды и высших жирных спиртов фракций С7-С9 или C8-С10 или 2-этилгексилового спирта в среде органического растворителя, который по окончании реакции отгоняют вместе со спиртами и возвращают в процесс. Технический результат: упрощение технологии и уменьшение отходов производства до содержания летучих ≤5 мас. %. Недостатком способа является короткий период действия при гашении пены.
Существует ряд изобретений, в которых силоксановые антивспенивающие агенты, в дальнейшем используемые самостоятельно или как основа пенорегулирующих композиций, получают при нагревании в присутствии щелочных катализаторов смесей, включающих полидиметилсилоксаны линейного или разветвленного строения с концевыми Si(CH3)3 группами и с концевыми ОН группами (I), полисилоксановые смолы (II), тонкодисперсный наполнитель - сшитый полиорганосилоксан или диоксид кремния (III), который в присутствии щелочного катализатора участвует в реакции с образованием центров разветвления.
В описаниях изобретений к патентам США №3984200 (опубл. 05.10.1976 г.) и №5283004 (опубл. 01.02.1994 г.) предложен дополнительно компонент (IV) реакционной смеси - полиоксиалкиленсилоксановый сополимер.
Согласно европейской заявке №0434060 (опубл. 26.06.1991 г.) в качестве компонента (III), образующего центры разветвления, используют поперечносшитый вязкий текучий ПОС в количестве 1,0-200 мас.ч. на 100 мас.ч. смеси компонента (I) с диоксидом кремния. Например, для получения компонента (III) линейный ПОС с концевыми гидроксильными группами подвергают взаимодействию с триалкоксисиланом (R1O)3SiR2, либо с триацетоксисиланом (CH3COO)3SiR1, либо с алкилтриоксиматом кремния (R1R2NO)3SiR3, где R1, R2, R3 - алкилы С1÷С3, под действием оловоорганического катализатора и атмосферной влаги. Использование компонента (III) позволяет достигнуть пролонгированного антипенного действия.
В патенте США №6512015 (опубл. 28.01.2003 г.), в качестве наиболее предпочтительного, указан силиконовый агент пенорегулирующей композиции, получаемый при нагревании от 50°C до 300°C гомогенной смеси полидиметилсилоксанов с концевыми гидроксильными и триметилсилильными группами вязкостью 1000-50000 мм2/с с алкилполисиликатом (метил-, этил- или пропилполисиликатом) и катализатором - силанолятом калия. Для получения стабильного пеногасящего агента по окончании реакции катализатор нейтрализуют.
В качестве ближайшего аналога выбран патент США №4749740 (опубл. 07.06.1988 г.) корпорации Дау Корнинг Кабушики Кайша, в котором наиболее полно представлен способ производства пеногасящей композиции и ее силиконовой основы. Цель предлагаемого изобретения - получение силиконовой пеногасящей композиции, обладающей продолжительным функциональным действием, достаточным для успешного производства жидких продуктов, которые в ходе процесса выделяют большие объемы пены.
Способ состоит во взаимодействии смеси следующих реагентов:
(I) двух ПОС линейного строения разной вязкости (А) от 20 до 100000 сСт при 25°C и (В) от 200 до нескольких млн. сСт, при содержании в смеси (А)=0-95 мас.ч., (В)=5-100 мас.ч. и суммы (А)+(В)=100 мас.ч., с наиболее предпочтительной вязкостью смеси компонентов (А) и (В) от 1000 до 100000 сСт при 25°C. ПОС - преимущественно полидиметилсилоксаны с концевыми гидроксильными (В) и триметилсилильными (А) группами;
(II) любого реагента, в количестве 0,5-20 мас.ч. (предпочтительно 1,0-7,0 мас.ч.) на 100 мас.ч. (I), выбранного из:
а) мономера общей формулы RaSiX(4-a), где R - органил С1-С5, X - гидролизуемая группа, a≤1;
b) частично гидролизованного конденсата мономера а);
c) силоксановой смолы, состоящей из звеньев (СН3)3SiO0,5 и SiO2 в соотношении (0,4-1,2):1,0;
d) конденсированной смолы c) с мономером a) или b);
(III) тонкодисперсного наполнителя - оксидов кремния, титана, алюминия или смеси оксида кремния с оксидом алюминия в количестве 0,5-30 мас.ч. (предпочтительно двуокись кремния в количестве 1,0-7,0 мас.ч.);
(IV) щелочного катализатора в количестве 0,03-1,0 мас.ч. на 100 мас.ч. (I): гидроксидов, алкоксидов, силанолятов щелочных металлов, четвертичных аммониевых или фосфониевых оснований, солей металлов органических кислот;
(V) ПОС низкой вязкости (5-200 сСт при 25°C в количестве 0-20 мас.ч.). При использовании ПОС с концевыми ОН-группами предпочтительны соединения с вязкостью 10-50 сСт при 25°C в количестве 1-10 мас.ч. на 100 мас.ч. (I).
Процесс проводят в атмосфере инертного газа при нагревании от 50 до 300°C и интенсивном перемешивании всех реагентов в течение 1-8 часов в коллоидной мельнице, миксере и других гомогенизирующих аппаратах. По окончании реакции из продуктов отгоняют летучие побочные и непрореагировавшие вещества при T=180°C в течение часа при пониженном давлении 40 мм рт. ст. Получают смесевой продукт без идентификации, обладающий пеногасящими свойствами продолжительного действия. Силоксановый агент может быть использован как самостоятельно, так и с другими добавками в композиции в виде растворов или эмульсий типа "масло в воде".
При этом следует отметить, что силиконовая смесь имеет достаточно сложный состав. Метод получения осуществляется в довольно жестком температурном режиме и при обязательном введении щелочных катализаторов, требующих нейтрализации. Для проведения реакции необходима атмосфера инертного газа с целью исключения опасности взрыва в случае контакта образующихся веществ с воздухом.
Использование щелочных катализаторов и повышенных температур, как правило, приводит к перестройке силоксанового скелета исходных соединений, включая наполнитель, с изменением структуры и состава полимерной молекулы, а также к образованию значительных количеств циклических продуктов.
Перед авторами встала задача разработать новые полиорганосилоксаны, используемые как основа пеногасящих композиций, которые являются гибридными сверхразветвленными полимерами, содержащими органосилоксановые блоки, химически привитые к частицам диоксида кремния, и новый способ получения данных полиорганосилоксанов в мягких условиях.
В результате научных и экспериментальных исследований были предложены новые полиорганосилоксаны, используемые как основа пеногасящих композиций, общей формулы:
{[R1O0,5]a[(CH3)2SiO]b[R2SiO1,5]c[R3SiO1,5]d[R4O0,5]e[SiO2]}f,
где R1 - водород, метил, этил, пропил, ацетил; R2 - метил, этил, винил, октил, фенил, этокси; R3 - метил, этил, винил, октил, фенил, этокси; ([R4O0,5]e[SiO2]) - частица диоксида кремния, в которой R4 - Si(CH3)3, Si(CH3)2O0,5; f≈1000-15000, с соотношением чисел звеньев a:b:c:d:e=(0,005÷0,06):(10÷800):(0÷11):(0÷8):(0÷0,15), приходящихся на 1 группу SiO2, с вязкостью от 30000-3000000 сПз, которые являются гибридными сверхразветвленными полимерами, содержащими органосилоксановые блоки, химически привитые к частицам диоксида кремния, и новый способ получения данных полиорганосилоксанов.
Способ заключается во взаимодействии нескольких компонентов выбранных из: (А) полидиорганосилоксана формулы R1O[(CH3)2SiO]mR1, где R1 - водород, метил, этил, ацетил, m=8-500; (Б) уксусной кислоты; (В) органоалкоксисилана формулы R2Si(OR3)3, где R2 - метил, этил, винил, октил, фенил, этокси, R3 - метил, этил, пропил; (Г) органоацетоксисилана формулы R4Si(O(O)CCH3)3, где R4 - метил, этил, винил, октил, фенил, этокси; (Д) пирогенной двуокиси кремния формулы {(SiO2)(O0,5R5)e(O0,5H)g}f, где R5 - Si(CH3)3, Si(CH3)2O0,5, е=0-0,15, g=0,05-0,25, f≈1000÷15000, с поверхностью 200-300 м2/г, размером частиц 5-14 нм, при массовом соотношении А:Б:В:Г:Д=100:(0÷23):(0÷6,1):(0÷10):(0,1÷7). Процесс проводят при температуре 50-130°С в течение 5-10 часов, с последующим вакуумированием при пониженном давлении и температуре 100-130°C до вязкости 30000-3000000 сПз.
Синтез полиорганосилоксанов по предлагаемому способу приведен в примерах ниже.
Пример 1
В реактор загружают 200 г (0,090 моль) α,ω-дигидрокси-полидиметилсилоксана формулы HO[(CH3)2SiO]30H, 9,4 г (0,069 моль) метилтриметоксисилана и полученную реакционную массу нагревают при перемешивании 5 ч при 100°C. Затем прибавляют в нее при 50°C 4 г (0,067 моль) уксусной кислоты и перемешивают 2 ч при этой же температуре, после чего нагревают до 110°C, перемешивают 3 ч. По окончании прогрева из полученного полиорганосилоксана отгоняют летучие продукты реакции в вакууме при 100 мм рт. ст., постепенно поднимая температуру до 130°C до достижения вязкости продукта 10000 сПз. В полученный продукт вводят 10 г модифицированного пирогенного диоксида кремния с поверхностью 300 м2/г формулы {(SiO2)(O0,5Si(CH3)3)0,03(O0,5H)0,05}1000, с размером частиц 5 нм, тщательно перетирают и проводят сополиконденсацию в вакууме при 40 мм рт. ст. и температуре от 100 до 130°C до достижения вязкости 200000 сПз. Получают 205 г продукта {[CH3O]0,02[(CH3)2SiO]16[CH3SiO1,5]0,4((CH3)3SiO0,5)0,03(SiO2)}1000.
Пример 2
Синтез проводят по примеру 1. В реакцию берут 200 г (0,30 моль) α,ω-диэтоксиполидиметилсилоксана формулы C2H5O[(CH3)2SiO]8C2H5, 8,8 г (0,045 моль) этилтриэтоксисилана, 46 г (0,76 моль) уксусной кислоты, 5 г пирогенного диоксида кремния с поверхностью 200 м2/г формулы {(SiO2)(O0,5H)0,25}15000, с размером частиц 14 нм. Получают 155 г продукта {[C2H5O0,5]0,03[(CH3)2SiO]29[C2H5SiO1,5]0,5(SiO2)}15000 с вязкостью 30000 сПз.
Пример 3
Синтез проводят по примеру 1. В реакцию берут 200 г (0,053 моль) α,ω-диметоксиполидиметилсилоксана формулы СН3О[(CH3)2SiO]50СН3, 11,6 г (0,049 моль) октилтриметоксисилана, 20 г (0,33 моль) уксусной кислоты, 5 г пирогенного диоксида кремния с поверхностью 200 м2/г формулы {(SiO2)(OSi(CH3)2)0,05(O0,5H)0,15}15000, с размером частиц 14 нм. Получают 195 г продукта {[СН3О0,5]0,04[(СН3)2SiO]32[C8H17SiO1,5]0,6((СН3)2SiO)0,05(SiO2)}15000 с вязкостью 300000 сПз.
Пример 4
200 г (0,0054 моль) α,ω-дигидроксиполидиметилсилоксана формулы HO[(CH3)2SiO]500H смешивают с 10 г модифицированного пирогенного диоксида кремния с поверхностью 260 м2/г формулы {(SiO2)(О0,5Si(СН3)3)0,15(О0,5Н)0,10}3000, с размером частиц 7 нм, и тщательно перетирают на трехвалковой краскотерке. Полученную массу загружают в реактор и прибавляют в него 1,2 г (0,0054 моль) метилтриацетоксисилана. Затем реакционную массу нагревают 5 ч при 100°C. По окончании прогрева полученный полиорганосилоксан вакуумируют при 10 мм рт. ст., постепенно поднимая температуру до 130°C до достижения вязкости продукта 2000000 сПз. Получают 195 г продукта {[HO0,5]0,005[(CH3)2SiO]16[CH3SiO1,5]0,03((CH3)3SiO0,5)0,15(SiO2)}3000.
Пример 5
200 г (0,09 моль) α,ω-дигидроксиполидиметилсилоксана формулы НО[(СН3)2SiO]30H тщательно перемешивают на трехвалковой краскотерке с 14 г модифицированного пирогенного диоксида кремния с поверхностью 260 м2/г формулы {(SiO2)(O0,5Si(CH3)3)0,05(O0,5H)0,05}3000, с размером частиц 7 нм. Полученную массу загружают в реактор и прибавляют в него 9,4 г (0,04 моль) винилтриацетоксисилана. Реакционную массу нагревают и выдерживают 5 ч при 100°C. Затем в нее прибавляют 5 г (0,034 моль) винилтриметоксисилана и нагревают 5 ч при 110°C. По окончании прогрева полученный полиорганосилоксан вакуумируют при 40 мм рт. ст., постепенно поднимая температуру до 130°C до достижения вязкости продукта 800000 сПз. Получают 202 г продукта {[CH3C(O)O0,5]0,01[(CH3)2SiO]12[(CH2=CH)SiO1,5]0,3((CH3)3SiO0,5)0,05(SiO2)}3000.
Пример 6
Синтез проводят по примеру 5. Берут 200 г (0,086 моль) α,ω-ди-ацетоксиполидиметилсилоксана формулы СН3С(O)O[(СН3)2SiO]30(O)ССН3, 2,2 г (0,01 моль) метилтриацетоксисилана, 6,8 г (0,034 моль) фенилтриметоксисилана, 14 г модифицированного пирогенного диоксида кремния с поверхностью 260 м2/г формулы {(SiO2)(O0,5H)0,25}3000, с размером частиц 7 нм. Получают 210 г продукта {[CH3C(O)O0,5]0,05[(CH3)2SiO]10[C6H5SiO1,5]0,15[CH3SiO1,5]0,04(SiO2)}3000 с вязкостью 1700000 сПз.
Пример 7
Синтез проводят по примеру 5. Берут 200 г (0,09 моль) α,ω-дигидроксиполидиметилсилоксана формулы HO[(CH3)2SiO]30H, 20,0 г (0,071 моль) фенилтриацетоксисилана, 2,4 г (0,011 моль) метилтрипропоксисилана, 14 г модифицированного пирогенного диоксида кремния с поверхностью 260 м2/г формулы {(SiO2)(OSi(CH3)2)0,02(O0,5H)0,05}3000, с размером частиц 7 нм. Получают 212 г продукта {[C3H7O0,5]0,02[(CH3)2SiO]12[CH3SiO1,5]0,05[C6H5SiO1,5]0,30((CH3)2SiO)0,02(SiO2)}3000 с вязкостью 1600000 сПз.
Пример 8
Синтез проводят по примеру 5. Берут 200 г (0,09 моль) α,ω-дигидроксиполидиметилсилоксана формулы НО[(СН3)2SiO]30Н, 7,2 г (0,031 моль) этилтриацетоксисилана, 12,2 г (0,052 моль) октилтриметоксисилана, 14 г модифицированного пирогенного диоксида кремния с поверхностью 260 м2/г формулы {(SiO2)(O0,5Si(CH3)3)0,1(O0,5H)0,15}3000, с размером частиц 7 нм. Получают 208 г продукта {[CH3O0,5]0,03[(CH3)2SiO]12[C8H17SiO1,5]0,22[C2H5SiO1,5]0,13((CH3)3SiO0,5)0,1(SiO2)}3000 с вязкостью 1700000 сПз.
Пример 9
Синтез проводят по примеру 5. Берут 200 г (0,09 моль) α,ω-дигидроксиполидиметилсилоксана формулы HO[(CH3)2SiO]30H, 11,6 г (0,036 моль) октилтриацетоксисилана, 6,6 г (0,037 моль) метилтриэтоксисилана, 14 г модифицированного пирогенного диоксида кремния с поверхностью 260 м2/г формулы {(SiO2)(O0,5H)0,25}3000, с размером частиц 7 нм. Получают 208 г продукта {[C2H5O0,5]0,05[(CH3)2SiO]12[CH3SiO1,5]0,16[C8H17SiO1,5]0,15(SiO2)}3000 с вязкостью 1700000 сПз.
Пример 10
Синтез проводят по примеру 1. Берут 300 г (0,13 моль) α,ω-дигидроксиполидиметилсилоксана формулы HO[(CH3)2SiO]30H, 11,0 г (0,053 моль) тетраэтоксисилана, 15 г (0,25 моль) уксусной кислоты, 0,3 г модифицированного пирогенного диоксида кремния с поверхностью 260 м2/г формулы {(SiO2)(O0,5Si(CH3)3)0,05(O0,5H)0,05}3000, с размером частиц 7 нм. Получают 301 г продукта {[C2H5O0,5]0,03[(CH3)2SiO]780[(C2H5O)SiO1,5]11((CH3)3SiO0,5)0,05(SiO2)}3000 с вязкостью 2000000 сПз.
Пример 11
Синтез проводят по примеру 4. Берут 400 г (0,18 моль) α,ω-диметоксиполидиметилсилоксана формулы СН3О[(СН3)2SiO]30СН3, 0,4 г модифицированного пирогенного диоксида кремния с поверхностью 260 м2/г формулы {(SiO2)(OSi(CH3)2)0,1(O0,5H)0,05}3000, с размером частиц 7 нм, 13,4 г (0,054 моль) этокситриацетоксисилана. Получают 395 г продукта {[CH3O0,5]0,06[(CH3)2SiO]800[(C2H5O)SiO1,5]8((CH3)2SiO)0,1(SiO2)}3000 с вязкостью 3000000 сПз.
Все продукты, полученные в приведенных выше примерах, хорошо растворяются без образования геля или частиц SiO2, не образуют осадка при хранении, хорошо диспергируются при получении эмульсий, что свидетельствует об однородности продукта и отсутствии свободных частиц SiO2.
В отличие от ранее предлагаемых методов синтеза разветвленных полиорганосилоксанов разработанный нами способ позволяет за счет использования высокореакционноспособных исходных реагентов формировать разветвленную структуру силоксановых блоков и осуществлять их прививку к частицам пирогенного диоксида кремния в отсутствие катализатора с сохранением молекулярной структуры исходных органосилоксанов и частиц диоксида кремния. Это исключает также реакции деполимеризации с образованием летучих органоциклосилоксанов и позволяет регулировать разветвленность и молекулярную массу привитых силоксановых блоков.
Полученные по предлагаемому способу полиорганосилоксаны могут быть использованы в качестве основ высокоэффективных пеногасящих эмульсий (преимущественно прямых водных) широкого спектра применения. Содержание силиконовой части в эмульсии может меняться в интервале 10-50 мас. % в зависимости от конкретных потребительских требований. В качестве эмульгаторов могут быть использованы смеси различных ПАВ как ионогенной, так и неионогенной природы. Преимущественно могут быть использованы неэтоксилированные и этоксилированные эфиры сорбитана и жирных кислот, этоксилированные жирные кислоты, этоксилированные линейные и разветвленные спирты с числом атомов углерода в цепи 10-20. Содержание эмульгаторов в эмульсии, как правило, укладывается в интервал 2-10 мас. %. Кроме того в эмульсии при необходимости могут содержаться незначительные количества структурирующих добавок (ксантановая камедь, эфиры целлюлозы) и консервант.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АНТИВСПЕНИВАТЕЛЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНА | 1995 |
|
RU2097101C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОГАСЯЩИХ ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНОВ | 1995 |
|
RU2082725C1 |
СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ АДГЕЗИИ СИЛИКОНОВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПОЛУЧАЕМЫХ ПО РЕАКЦИИ ПОЛИПРИСОЕДИНЕНИЯ | 2009 |
|
RU2401850C1 |
КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ, ОБРАЗУЮЩИЕ КЛЕТКОПОДОБНУЮ СТРУКТУРУ, И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ | 1994 |
|
RU2111221C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИ(ОРГАНО)(АЛКОКСИ)(ГИДРОКСИ)СИЛОКСАНОВ С ЗАДАННОЙ СТЕПЕНЬЮ ПОЛИКОНДЕНСАЦИИ | 2013 |
|
RU2524342C1 |
СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФОРМОВАННЫХ ИЗДЕЛИЙ И ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИЦИЙ СИЛИКОНОВОГО КАУЧУКА В ЭТОМ СПОСОБЕ | 2008 |
|
RU2480488C2 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНОВ | 1971 |
|
SU309532A1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНОВ | 2006 |
|
RU2304590C1 |
КОМПОЗИЦИЯ АМОРТИЗИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА | 2012 |
|
RU2510872C2 |
СПОСОБ УЛУЧШЕНИЯ АДГЕЗИИ К МЕТАЛЛАМ СИЛИКОНОВЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ, ПОЛУЧАЕМЫХ ПО РЕАКЦИИ ПОЛИПРИСОЕДИНЕНИЯ | 2012 |
|
RU2522614C2 |
Изобретение относится к полиорганосилоксанам, которые являются сверхразветвленными полимерами, содержащими органосилоксановые блоки, химически привитые к частицам диоксида кремния. Предложен способ получения полиорганосилоксанов общей формулы {[R1O0,5]a[(CH3)2SiO]b[R2SiO1,5]c[R3SiO1,5]d[R4O0,5]e[SiO2]}f, где R1 - водород, метил, этил, пропил, ацетил; R2 - метил, этил, винил, октил, фенил, этокси; R3 - метил, этил, винил, октил, фенил, этокси; ([R4O0,5]e[SiO2]) - частица диоксида кремния, в которой R4 - Si(CH3)3, Si(CH3)2O0,5; f=1000-15000, при a:b:c:d:e=(0,005÷0,06):(10÷800):(0÷11):(0÷8):(0÷0,15), взаимодействием нескольких компонентов, выбранных из: (А) полидиорганосилоксана формулы R1O[(CH3)2SiO]mR1, где R1 - водород, метил, этил, ацетил, m=8-500; (Б) уксусной кислоты; (В) органоалкоксисилана формулы R2Si(OR3)3, где R2 - метил, этил, винил, октил, фенил, этокси, R3 - метил, этил, пропил; (Г) органоацетоксисилана формулы R4Si(O(O)CCH3)3, где R4 - метил, этил, винил, октил, фенил, этокси; (Д) пирогенной двуокиси кремния формулы {(SiO2)(O0,5R5)e(O0,5H)g}f, где R5 - Si(CH3)3, Si(CH3)2O0,5, е=0-0,15, g=0,05-0,25, f=1000÷15000, с поверхностью 200-300 м2/г, размером частиц 5-14 нм; при массовом соотношении А:Б:В:Г:Д=100:(0÷23):(0÷6,1):(0÷10):(0,1÷7). Процесс ведут при 50-130°C в течение 5-10 часов с последующим вакуумированием при пониженном давлении и температуре 100-130°C до вязкости 30000-3000000 сПз. Предложены также полученные заявленным способом полиорганосилоксаны. Технический результат - предложенные соединения могут быть получены в отсутствие катализатора с сохранением молекулярной структуры исходных органосилоксанов и частиц диоксида кремния и могут быть использованы в качестве основ высокоэффективных пеногасящих композиций. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 11 пр.
1. Способ получения полиорганосилоксанов общей формулы:
{[R1O0,5]a[(CH3)2SiO]b[R2SiO1,5]c[R3SiO1,5]d[R4O0,5]e[SiO2]}f,
где R1 - водород, метил, этил, пропил, ацетил; R2 - метил, этил, винил, октил, фенил, этокси; R3 - метил, этил, винил, октил, фенил, этокси; ([R4O0,5]e[SiO2]) - частица диоксида кремния, в которой R4 - Si(CH3)3, Si(CH3)2O0,5; f≈1000-15000, с соотношением чисел звеньев a:b:c:d:e = (0,005÷0,06):(10÷800):(0÷11):(0÷8):(0÷0,15), приходящихся на 1 группу SiO2, характеризующийся тем, что проводят взаимодействие нескольких компонентов, выбранных из: (А) полидиорганосилоксана формулы R1O[(CH3)2SiO]mR1, где R1 - водород, метил, этил, ацетил, m=8-500; (Б) уксусной кислоты; (В) органоалкоксисилана формулы R2Si(OR3)3, где R2 - метил, этил, винил, октил, фенил, этокси, R3 - метил, этил, пропил; (Г) органоацетоксисилана формулы R4Si(O(O)CCH3)3, где R4 - метил, этил, винил, октил, фенил, этокси; (Д) пирогенной двуокиси кремния формулы {(SiO2)(O0,5R5)e(O0,5H)g}f, где R5 - Si(CH3)3, Si(CH3)2O0,5, e=0-0,15, g=0,05-0,25, f≈1000÷15000, с поверхностью 200-300 м2/г, размером частиц 5-14 нм; при массовом соотношении А:Б:В:Г:Д = 100:(0÷23):(0÷6,1):(0÷10):(0,1÷7), при температуре 50-130°C в течение 5-10 часов, с последующим вакуумированием при пониженном давлении и температуре 100-130°C до вязкости 30000-3000000 сПз.
2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что вначале перемешивают компоненты (А) и (В) и нагревают при температуре 100°C в течение 5 часов, затем при температуре 50°C добавляют компонент (Б), перемешивают реакционную массу 2 часа при этой температуре и 3 часа при 110°C, продукт поликонденсации вакуумируют, постепенно поднимая температуру до 130°C до достижения вязкости 10000 сПз, затем вводят в него компонент (Д), тщательно перетирают и проводят сополиконденсацию в вакууме при температуре от 100 до 130°C до достижения вязкости 30000-2000000 сПз.
3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что компонент (А) тщательно перемешивают с компонентом (Д), в полученную массу вводят компонент (Г) и нагревают 5 часов при температуре 100°C, после чего вакуумируют полученный продукт, постепенно поднимая температуру до 130°C до достижения вязкости 2000000-3000000 сПз.
4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что тщательно перемешивают компоненты (А) и (Д), вводят компонент (Г) и нагревают 5 часов при 100°C, затем добавляют компонент (В), нагревают 5 часов при 110°C, после чего вакуумируют полученный продукт, постепенно поднимая температуру до 130°C до достижения вязкости 800000-1700000 сПз.
5. Полиорганосилоксаны, полученные способом по любому из пп. 1-4, общей формулы:
{[R1O0,5]a[(CH3)2SiO]b[R2SiO1,5]c[R3SiO1,5]d[R4O0,5]e[SiO2]}f,
где R1 - водород, метил, этил, пропил, ацетил; R2 - метил, этил, винил, октил, фенил, этокси; R3 - метил, этил, винил, октил, фенил, этокси; ([R4O0,5]e[SiO2]) - частица диоксида кремния, в которой R4 - Si(CH3)3, Si(CH3)2O0,5; f≈1000-15000, с соотношением чисел звеньев a:b:c:d:e = (0,005÷0,06):(10÷800):(0÷11):(0÷8):(0÷0,15), приходящихся на 1 группу SiO2, с вязкостью от 30000 до 3000000 сПз.
US 4749740 A, 07.07.1988 | |||
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОГАСЯЩИХ ПОЛИОРГАНОСИЛОКСАНОВ | 1995 |
|
RU2082725C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАСИЛИКЛ I Л НА1РИЯ | 1971 |
|
SU434060A1 |
US 3984200 A, 05.10.1976 | |||
Способ получения пеногасящих полиорганосилоксанов | 1981 |
|
SU1171473A1 |
Авторы
Даты
2015-07-10—Публикация
2014-08-07—Подача