甲基乙稀基硅橡胶生胶(VMQ)催化剂
(1)四甲基氢氧化铵这种催化剂在90 °C〜110 完成开环聚合反应之后,能在 130°C以上很快分解为无催化作用的三甲胺及甲醇,催化剂失活处理工艺简单,因此也被 称作“暂时性催化剂' 四甲基氢氧化铵的商品,通常是10%〜25%的水溶液或50%的含 水固体结晶。水分的存在会影响催化剂的活性及聚合反应结果,使用时必须除掉。一般都 是采取预先与D4 (或DMC)反应制成四甲基氢氧化铵硅醇盐混合物(俗称碱胶)使用的 方法。
这种碱胶在常温下非常稳定,放置1个月后氢氧化物的损失仅约10%左右;随着贮存温度 的升高,分解速度会加快,其分解反应是一级反应。这种催化剂的分解产物三甲胺残存在 生胶中很难完全清除,即使质量分数为百万分之几也会使生胶带有鱼腥气味,使其应用受 到一定限制。在使用工业品四甲基氢氧化铵作催化剂时,还应注意其所含氣离子及械金属 离子的含量。这些杂质不仅会影响生胶的耐热性,也会影响生胶的透明性。最好选用由 (CH3)4NC〖经电解法或强碱性离子交换树脂交换法生产的品种,氣离子的质量分数应在 5. 0X1(TS以下,碱金属离子应在5.0X1(T6以下。
四甲基氢氧化铵碱胶可按下述方法制备[21’22]: 136份DMC,160份20% (CH3)4NOH 水溶液,在经过脱水、脱CQ系统的N2流下,保持60 °C搅拌下,徐徐减压至0.26〜1.33 kPa,经约lh进行脱水及开环聚合反应。确认水分已安全馏出,产物透明后,冷却至室温, 用凡将系统恢复常压。得黄色透明、分子链末端含有(CH3)4NO^的二甲基硅氧烷低聚 物碱胶。向其中加人135 g四氢呋喃,混合均匀,配成黄色透明的液体催化剂301份。经分
析,(CH3)4NO~S的质量分数为10.2%。保存在密封的玻璃瓶中,室温下保存6个月无结 晶析出,状态也无变化。
(2)氢氧化钾是生胶生产中普遍使用的催化剂。为使催化剂能在反应物料中均匀分 散,一般都是先将KOH在D4 (或DMC)中,100 °C〜150 °C反应制成摩尔质量20 000〜 40000,相当KOH的质量分数5%〜10%的KO_t(CH3)2SiOiK (碱胶)使用[23]。这种 碱胶在室温下也能很容易分散在D4 (或DMC)中。
KOH碱胶的用量,按KOH计一般为反应物料的5.0X10-5以下,甚至可在2.0X 10_5以下。开环聚合反应一般在140 °C进行2〜4 h达到平衡状态。这时的反应物中有质量 分数约15%的挥发性环硅氧烷,在从反应物中脱除挥发性环硅氧烷之前应将反应物中的 KOH碱胶钝化(失活)。钝化的方法,可以用二氧化碳、表氣醇或气相法白炭黑等中和催化 剂,但最好是用容易在反应物中分散的有机硅磷酸酯中和〔24~26]。
KOH 碱胶可按下述方法制备:200 g (0.68mol)D4(^DMC),9. 9 g(0.18 mol)KOH 固体颗粒,490 g环己烷,在风保护下,适度搅拌下,将混合物共沸脱水,逐渐升至 120 °C,合计脱出水分约2. 5 g,持续4~5 h。然后,在150 t及5. 32 kPa下经1 h,将环 己烷及水分从反应物中蒸出,得透明黏稠状聚二甲基硅氧烷二硅醇钾(碱胶)。经分析, KOH的质量分数约为4%。
有机硅磷酸酯[(CH3)3Si0]3P=0可按下述方法制备:在装有蒸馏柱的反应器中, 加人567 g (3. 5 mol)六甲基二硅氧烷,152. 5 g (lmol)氧氯化磷,搅拌下加热,保持回 流状态,约经30 miri塔顶温度达到58 X:,表示巳有(CH3)3SiCl生成。这时以4:1的回 流比回收(CH3)3SiCl,约经2 h塔顶温度升至100 °C前继续回收饱出物。回收馏出物总量 387 g,残留物为有机硅磷酸酯329 g。经分析,氣的质量分数小于l.OXlO— ,相当磷酸质 量分数为30.9%。