二甲基乙氧基硅烷

二甲基乙氧基硅烷（精选6篇）

二甲基乙氧基硅烷 篇1

甲基苯基二甲氧基硅烷[MePhSi(OMe)2],是重要的有机硅单体,在聚合过程中能提供单独的甲基苯基硅氧链节,能赋予有机硅材料更优异的性能,如耐高低温、电绝缘等级和耐辐照性能等,常用来制备甲基苯基类硅油、硅橡胶及硅树脂。由于MePhSi(OMe)2性质较为活泼,可进行取代、酯交换等反应,又可作为有机合成中间体来制备一些烃基化程度更高、具有独特结构和优良性能的有机硅衍生物[1,2]。

MePhSi(OMe)2制备方法主要为醇解法[3]和钠缩合法[4,5]。醇解法是直接用甲醇醇解甲基苯基二氯硅烷(MePhSiCl2)得到MePhSi(OMe)2,醇解过程会副产大量的氯化氢(HCl),对设备及环境有很大危害;此外,该工艺的生产原料MePhSiCl2来源比较困难,其中所含多氯联苯等致畸致癌杂质在产品中也很难除去,这会限制MePhSi(OMe)2在一些领域的应用;钠缩合法是在甲苯溶剂中用氯苯(PhCl)、钠和甲基三甲氧基硅烷(MTMS)反应制得MePhSi(OMe)2,该工艺简单,条件温和,但加料时间过长,转化率不高,需要使用活泼金属钠,有一定的危险性。 也有文献报道用格氏法制备MePhSi(OMe)2[6,7],但均采用价格昂贵的溴苯为起始反应物, 而且用大量不易回收且沸点较低的乙醚为溶剂,这样会给工业化生产带来安全隐患。因此,对MePhSi(OMe)2的制备工艺进行深入研究,具有重要意义。

本研究以PhCl为起始原料,在适量的四氢呋喃(THF)中制得苯基氯化镁溶液,再将苯基氯化镁溶液加入到过量的MTMS中反应,制得MePhSi(OMe)2。采用正交试验法考察了各因素对MePhSi(OMe)2收率的影响,经优化后, MePhSi(OMe)2的收率可达73%以上。与文献报道的各种工艺相比,该工艺具有原料廉价易得、工艺简洁安全、产品易于分离和收率高等特点,适合规模化工业生产。

1实验部分

1.1主要试剂及仪器

MTMS、PhCl、溴苯(PhBr)、四氢呋喃(THF)、镁屑(Mg), 均为工业品。

电子天平(T1000型),常熟市双杰测试仪器厂;恒温磁力搅拌器(85-2型),上海司乐仪器有限公司;调温电热套(DZTW型,500mL),北京市永光明医疗仪器厂;精密增力电动搅拌器(JJ-1型),常州国华电器有限公司;循环水真空泵[DHZ-D(Ⅲ)型],巩义市英峪华玉仪器厂;气相色谱仪(SP- 6890型),山东鲁南瑞虹化工仪器有限公司;傅里叶红外光谱仪(Nicolet 6700型),Nicolet公司;核磁共振波谱仪(400-MR型),Agilent公司。

1.2合成步骤

格氏法分步合成MePhSi(OMe)2的反应原理见式(1)、(2)。

向带有磁力搅拌、回流冷凝器和温度计的四口烧瓶中加入24.3g Mg屑和40g THF,搅拌下稍加热,滴加几滴PhBr, 温和启动格氏反应。再在回流条件下滴加PhCl和THF的混合配料,约1h滴加完毕,继续回流至Mg屑消失,然后在N2保护下降至室温后,缓慢滴加到一定量的MTMS中,保温回流一定时间,降至室温,过滤,用适量MTMS洗涤滤饼2遍, 滤液合并,先常压回收溶剂及未反应的MTMS,用作下次反应的原料,再减压精馏,收集110~115℃/3kPa的馏分即为产品。

1.3测试与表征

精馏产品经气相色谱面积归一法分析,其纯度99%以上; 并以Mg屑为基准计算MePhSi(OMe)2收率。产物用涂膜法做红外光谱分析,氚代三氯甲烷(CDCl3)做1H-NMR谱分析。

2结果与讨论

2.1 3因素3水平正交试验

研究过程中,通过设计3因素(A、B、C)3水平(1、2、3)的正交试验来考察物料配比和反应时间对MePhSi(OMe)2收率的影响,以探求合成MePhSi(OMe)2的最佳工艺条件。正交试验因素、水平见表1,正交试验结果及分析见表2和图1。

注:1基准投料为24.3g(1mol/L)Mg屑,118.2g(1.05mol/L)PhCl

表1中选取的3个因素依次为A[n(THF)∶n(Mg)]、 B[n(MTMS)∶n(Mg)]、C(反应时间/h)。

从表2中极差的大小可以判断出,在3个影响因素中, MTMS用量对MePhSi(OMe)2收率的影响最大,其次分别是THF用量和反应时间。从图1显示的各因素水平对收率的影响趋势图来看,反应时间对收率影响存在一极值,这可能和选定的时间范围有关:由于硅氧键较为活泼,容易和格氏试剂发生反应,在回流情况下能在较短时间内充分反应;相反,如果反应时间太长,会引发副反应从而导致MePhSi(OMe)2的收率下降。而其余2个因素对收率的影响均呈递增趋势,因此有必要加大MTMS和THF用量,进一步考察其对收率的影响。为此,设计了优化方案,见表3。

注:1基准投料为24.3g(1mol/L)Mg屑,118.2g(1.05mol/L) PhCl,反应时间3h

结合表3的优化方案可以看出,当MTMS和THF的投料量达到一定程度后,进一步增加其用量,MePhSi(OMe)2的收率提升不明显,考虑到过量后原料回收时的能耗损失,最终选定正交试验表2中9号方案,即A3B3C2。

2.2表征与分析

MePhSi(OMe)2的1H-NMR(核磁共振)谱图见图2。 MePhSi(OMe)2的IR(红外光谱)谱图见图3。1H-NMR(δ/× 10-6):0.36(3H,s,CH3);3.56(6H,d,O—CH3);7.30~7.63 (5H,m,Ph)。IR(ν/cm-1):Si—Ph为3071、3050、1592、1465、 1429;Si—CH3为1259、2989、2836;Si—O—CH3为1082、804。 综上可知,产物的谱图符合MePhSi(OMe)2的化学结构。

3结论

以Mg屑、PhCl和MTMS为原料,以THF为溶剂,采用格氏法分步合成了MePhSi(OMe)2,并通过正交试验法考察了各因素对收率的影响。实验结果显示MePhSi(OMe)2合成的最佳工艺条件为:物料投料n(Mg)∶n(PhCl)∶n(MTMS)∶ n(THF)为1∶1.05∶4∶2.4,回流反应时间为3h。在此工艺条件下,MePhSi(OMe)2的收率可达73% 以上,纯度99%。与有关文献报道的工艺相比,该工艺原料价廉易得,工艺简洁安全,产物易于分离且收率高,过量溶剂及原料能直接回收套用,降低了生产成本,适合规模化工业生产。

参考文献

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二甲基乙氧基硅烷 篇2

有机硅氧烷改性聚酰亚胺, 主要是指在聚酰亚胺主链或侧链上引入硅氧烷链条结构。目前主要是通过合成带有有机硅氧烷链条结构的新型二胺或二酐功能单体来达到改性的目的。但目前这种含硅功能单体种类较少, 只有氨丙基硅氧烷[4,5,6,7]常见于报道, 而且在合成新型二胺或二酐功能单体时, 有些原料、催化剂价格昂贵且反应步骤复杂。所以开发合成新型含硅二酐或二胺功能单体[8]已成为材料研究工作者面临的新课题。

本工作以二甲基二氯硅烷和对氨基苯酚为主要原料, 一步法合成了二 (p-氨基苯氧基) 二甲基硅烷 (SIDA) , 通过核磁共振﹑红外光谱及质谱等对分子结构进行了表征, 并对合成工艺条件做了优化探索;并以新合成的二 (p-氨基苯氧基) 二甲基硅烷和ODA, 与PMDA反应合成新型有机硅氧烷改性聚酰胺酸, 分别采用热酰胺化与化学酰胺化制得了聚酰亚胺, 并对其有机溶剂可溶性、热稳定性等性能进行了考察。

1实验部分

1.1主要试剂与仪器

二甲基二氯硅烷 (分析纯) , 国药集团化学有限公司;对氨基苯酚 (化学纯) , 国药集团化学有限公司;苯 (分析纯) , 北京化工厂;三乙胺 (分析纯) , 汕头市西陇化工厂;均苯四羧酸二酐 (PMDA, 化学纯) , 哈尔滨银鹤化工;4, 4’-二氨基对苯醚 (ODA, 化学纯) , 上海嘉辰化工有限公司;N-甲基吡咯烷酮 (分析纯) , 天津市光复化工研究所;乌式黏度计, 北京斯维尔玻璃仪器公司;红外光谱仪 (Vector22) , 德国Bruker公司;核磁共振波谱仪 (ARX-400) , 瑞士Spectrospinag;质谱仪, 日本岛津公司;热失重分析仪TGA, 德国Baehr-Thermo公司。

1.2二 (p-氨基苯氧基) 二甲基硅烷 (SIDA) 的合成

在装有搅拌器、回流冷凝管的滴液漏斗 (100mL) 三颈瓶中, 加入对氨基苯酚和苯及适量的去酸剂三乙胺, 加热搅拌使之溶解, 用滴液漏斗慢慢滴加二甲基二氯硅烷的苯溶液[9], 滴加完继续加热搅拌反应数小时;之后抽滤, 水洗, 蒸去苯即得粗产物, 用苯和石油醚混合溶剂进行重结晶即得琥珀色固体, 熔点为58.5～60.5℃。其反应见式1。

1.3SIDA改性聚酰胺酸的合成

在装有搅拌器的250mL三颈瓶中, N2保护及室温下, 按一定比例加入前例合成的SIDA和4, 4’-二氨基对苯醚 (ODA) , 然后加入溶剂N-甲基吡咯烷酮 (NMP) , 充分搅拌溶解后, 按配料比分批加入均苯四羧酸二酐 (PMDA) , 在室温下继续搅拌6h, 得到棕红色粘稠状聚酰胺酸 (PAA) 溶液。其反应见式2。

1.4热酰胺化法制备SIDA改性聚酰亚胺薄膜

取适量的SIDA改性聚酰胺酸溶液, 涂覆在干净的玻璃板上, 静置晾干后, 置于烘箱中, 分别在100℃、200℃、250℃以及300℃间各保持1h, 脱水环化, 制得棕黄色聚酰亚胺薄膜。

1.5化学酰胺化法制备SIDA改性聚酰亚胺颗粒

将一定量的脱水剂乙酸酐、催化剂吡啶 (摩尔比2∶1) , 缓慢滴入SIDA改性聚酰胺酸溶液中, 在50℃反应体系中搅拌反应5h, 在烘箱中105℃保持4h;然后用甲醇洗涤、抽滤, 烘干后即得到黄色聚酰亚胺粉末。

2结果与讨论

2.1SIDA的核磁共振分析

SIDA的1H-NMR (DMSO-d6, δppm) 谱图如图1所示, 6.63 (d, 4H, J=8.68Hz, Ar-H) , 6.49 (d, 4H, J=8.68Hz, Ar-H) , 4.63 (s, 4H, -NH2) , 0.24 (δ, 6H, -CH3) , 与SIDA的分子结构一致。

2.2SIDA的红外光谱分析

SIDA的红外吸收光谱如图2所示, 3210cm-1处的吸收峰为-NH2的吸收峰, 3010cm-1处是苯环中C-H的吸收峰, 2960cm-1处的吸收峰为饱和-CH3的伸缩振动吸收峰, 1640cm-1 , 1500cm-1处为苯环骨架伸缩振动吸收峰, 1270cm-1处为C-N吸收峰, 1210cm-1处为C-Si的吸收峰, 910cm-1处为Si-O-C的吸收峰, 810cm-1处为Si-C的吸收峰, 与所得产物分子结构相吻合。

2.3SIDA的质谱数据

所得产物SIDA的质谱数据表明, 相对强度m/z的值为274 (M, 20) , 166 (10) , 109 (100) , 80 (100) , 58 (66) , 28 (54) , 这进一步证明所得产物与预期产物的分子结构一致。

2.4SIDA改性聚酰胺酸相对黏度测试

将SIDA聚酰胺酸溶于一定量的DMF溶剂中, 配成0.5g/dL的待测标准溶液。用乌式黏度计测量其相对浓度, 数据如图3所示。

从图3可以看出, 随着SIDA添加量的增大, 而造成了SIDA改性聚酰胺酸黏度的降低, 这可能是由于柔性Si-O链不断增多, 致使SIDA改性段聚酰胺酸主链结构柔性增强, 从而使整个体系黏度降低。

2.5SIDA改性聚酰亚胺的红外光谱分析

对5%SIDA-95%ODA-PMDA聚酰亚胺进行红外光谱分析, 结果如图4所示。

由图4可以看出, 在1715cm-1有强的吸收峰, 归属于聚酰亚胺分子中酰亚胺基团C =O的对称伸缩振动;1778cm-1处的和727cm-1处的中强吸收峰为C =O的不对称伸缩振动和面外弯曲振动引起的吸收, 这4个峰为芳香族聚酰亚胺的特征红外吸收峰。而在波数为1240cm-1处出现了硅甲基的特吸收蜂, 在1092cm-1处出现了O-Si-O的对称伸缩振动, 说明SIDA硅氧烷已经嵌段到聚酰亚胺结构中。

2.6SIDA改性聚酰亚胺的有机溶剂可溶性

对SIDA硅氧烷改性聚酰亚胺热酰胺化薄膜以及化学酰胺化颗粒的有机溶剂的可溶性进行了考察, 结果如表1和表2所示。

PS:“-”表示不溶, “+”表示可溶, “△”表示微溶;表格前列表示在常温下溶解情况, 后列表示在加热状态下的溶解状态

根据表1和表2可以看出, SIDA改性聚酰亚胺的有机溶剂可溶性, 具有很大的改善, 且随着硅氧烷嵌段量的增加, 所得聚酰亚胺的有机溶剂可溶性更好。比较表1和表2可见, 化学酰胺化SIDA改性聚酰亚胺的有机溶剂可溶性要优于热酰胺化SIDA改性聚酰亚胺。

2.7热失重分析

对SIDA改性聚酰亚胺热酰胺进行TGA热重分析, 结果如图5和表3所示。

由图5和表3可以看出, 聚酰亚胺随着SIDA添加量的增高, 其热稳定性有所下降, 20%的SIDA添加量的聚酰亚胺5%失重率温度 (T5%) 为502℃, 10%失重率温度 (T10%) 为538℃, 具有良好的热稳定性。

3结论

(1) 采用一步法合成新型含硅二胺单体-SIDA, 用核磁共振、红外光谱及质谱等方法对产物分子结构进行了表征。

(2) 以新合成的SIDA和ODA与PMDA反应合成有机硅氧烷聚酰胺酸, 采用热酰胺法以及化学酰胺法制备SIDA改性聚酰亚胺, 对其在不同有机溶剂中溶解性进行了考察, 结果表明SIDA其有机溶剂溶解性随着SIDA硅氧烷添加量的增加而得以明显地改善。

(3) 对SIDA改性聚酰亚胺进行TGA热重测试, 表明其热稳定性随着SIDA硅氧烷添加量的增大而有所下降, 但SIDA5%失重率均在500℃以上, 显示了良好的热稳定性。

摘要：采用二甲基二氯硅烷和对氨基苯酚作为主要原料, 一步法合成了二 (p-氨基苯氧基) 二甲基硅烷, 使用核磁共振光谱, 红外光谱及质谱对产物结构进行了表征。以新合成的二 (p-氨基苯氧基) 二甲基硅烷 (SIDA) 为原料和ODA, 与PMDA反应合成有机硅氧烷聚酰胺酸, 并分别采用热酰胺化与化学酰胺化制得了有机硅氧烷改性聚酰亚胺, 使用FT-IR、TGA等手段对其结构和热稳定性进行了表征。研究结果表明, 20%SIDA硅氧烷改性聚酰亚胺5%失重率温度为502℃, 10%失重率温度为538℃, 具有良好的热稳定性, 在NMP、DMAC、DMSO等有机溶剂中的溶解性随着SIDA的增加得到明显的改善。

关键词：氨基硅氧烷,聚酰亚胺,热稳定性,可溶性

参考文献

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二甲基乙氧基硅烷 篇3

现已报道的一些研究[3,4,5] 中大多是使用液相催化剂,这类催化剂难以回收再利用,而且有的需要较高温度(90~130℃);有的反应需要冰水冷却;有的使用对身体影响较大的芳香烃作溶剂。因此,研究出一类在无毒溶剂中能高效催化该反应并能在温和反应条件下多次使用的固载催化剂就很有必要。在我们自行设计的装置中,用制备的5A分子筛固载铂催化剂催化乙炔与三乙氧基硅烷的硅氢加成反应实验效果较好,而且催化剂的选择性也很高。

1 实验部分

1.1 主要试剂与仪器

乙炔:南昌江达化工有限公司;三乙氧基硅烷:曲阜晨光化工有限公司;氯铂酸(分析纯),昆明贵金属研究所;5A型分子筛,上海恒业分子筛有限公司;乙醇、异丙醇(分析纯),国药集团化学试剂有限公司。

气相色谱仪(GC):SP-6800,采用SE-30固定相,N-2000双通道色谱工作站;恒压滴液漏斗;锥形瓶;单层玻璃反应管 (自制,离上下两端各约5cm处均有一个支管;柱长440mm;内径为10mm,上下端磨口)。

1.2 催化剂的制备

在50mL容量瓶中加入1g氯铂酸(H2PtCl6·6H2O),然后加入异丙醇将其配成50mL浓度为0.0386mol/L的氯铂酸-异丙醇溶液。

量取3mL以上配制的溶液倒入50mL单口烧瓶中,加入10mL乙醇并搅拌均匀,再称取15g预先处理掉表面粉末的5A分子筛加入其中,搅拌后静置24h;然后在70℃下减压蒸馏除去溶剂,得5A分子筛固载铂催化剂约15g,催化剂铂含量约为7.72×10-6mol·g-1 。用上述方法,可制备不同铂含量的催化剂以备以下反应使用。

1.3 硅氢加成反应及产物分析

1.3.1 硅氢加成反应

该反应在自行设计的反应装置中进行。把制备的15g催化剂装入到下端塞有玻璃棉的反应管中。在对应催化剂床层的中部和下端的反应管外分别固定一个温度计套管、插好温度计并在外面均匀地缠好加热带。恒压滴液漏斗中的三乙氧基硅烷和乙醇的混合液从反应管上端匀速地加入,乙炔从反应管的上支管通入,用磨口锥形瓶在反应管下端收集产物,反应在设定温度下进行数小时,从接收到第一滴液体开始计时,产物采用气相色谱(GC)进行检测。

1.3.2 产物乙烯基三乙氧基硅烷的分析

产物精馏后进行了红外和核磁检测,检测结果表明,所得的物质即为目标产物乙烯基三乙氧基硅烷。目标产物的1H-NMR数据(δH,ppm)如下:6.141~5.839(m,3H,CH2=CH);3.849~3.689(q,6H,CH3CH2O); 1.239~1.204(t,9H,CH3CH2O)。

2 结果与讨论

2.1 温度对产物收率的影响

温度对催化剂的活化时间、催化效果以及稳定性等都有较大影响,本实验考察了不同温度下5A分子筛固载铂催化剂对反应的催化效能。总结实验结果可得,温度较低时,催化剂的催化效果不佳,产物的收率不高;随着温度升高,产物收率也逐渐增加,至70℃附近达到较佳效果;此后继续升高温度,产物收率出现下降的趋势,聚合物缓慢地增加,可能是催化剂稳定性逐渐下降。

2.2 催化剂中铂含量对产物收率的影响

铂催化剂是最常用的硅氢加成反应催化剂[6],由于价格昂贵,使用时应本着经济化的原则,在保证其催化效果的前提下尽可能降低催化剂的用量。本实验考察了不同铂含量对产物收率的影响。结果如表1所示。

注:反应温度为70℃,乙醇与三乙氧基硅烷的体积比约为2∶1,混合液滴速为6s/滴左右;乙炔流量约为90mL/min

从表1可看出,铂含量较少时,催化剂的催化能力较弱,导致产物收率较低;催化剂中铂含量约为7.72×10-6mol·g-1时,催化效果比较好;此时若继续增加催化剂中的铂含量,对于提高产物收率已无明显效果。

2.3溶剂乙醇与三乙氧基硅烷的体积比对产物收率的影响

当无溶剂时,反应管中有部分原料来不及与催化剂和乙炔接触就穿过了催化剂床层而导致产物的收率较低,采用溶剂的主要目的是稀释三乙氧基硅烷,适当延长其通过催化剂时间,从而能与催化剂和乙炔充分接触,再者也能使催化剂床层的温度尽量均匀。硅氢加成常用的溶剂中,经过分析和实验发现:石油醚、丙酮以及四氢呋喃的沸点太低(低于70℃);芳香烃对身体影响较大;正己烷在GC分析中与产物峰部分重合;环己烷使用效果不好等。最终选择乙醇作为反应的溶剂。当乙醇与三乙氧基硅烷的体积比约为2∶1时目标产物收率较好;此时若继续增大乙醇的比例,会使部分三乙氧基硅烷被过多的乙醇裹着而不能与催化剂及乙炔充分接触,最后也导致目标产物的收率变得较小。

2.4 混合液的滴速对产物收率的影响

混合液滴速的改变同样会影响原料间的配比,因而也是研究的内容。通过实验得知,混合液滴速较大时,产物收率较小,此时适当减慢滴加速率能使原料与催化剂之间更充分地接触,目标产物收率会逐渐增加;当混合液的滴速减慢到6s/滴)左右时,目标产物收率较好;此后继续减慢滴速就意义不大,滴速太慢还会导致催化剂床层中局部因为短时性无液体原料而温度过高,使得该处催化剂失活而影响产物收率,而且会使反应时间延长。

2.5 乙炔流量对产物收率的影响

乙炔流量的改变也会改变反应时的物料比,故需考察不同乙炔流量对产物收率的影响。分析实验结果可知,乙炔流量较小时,目标产物的收率较小;随着乙炔的流量增大,产物收率也随之增加,当乙炔流量增加到90mL/min左右时产物收率较好;此后继续增加乙炔流量,产物收率则基本保持不变,而且乙炔流量过大时, 产物收率还会出现下降的趋势。这是因为催化剂床层内的压力过大而使得部分原料来不及反应就穿过了。

2.6 催化剂稳定性

在第1次实验之后,将催化剂从反应柱中取出,用溶剂乙醇充分洗涤催化剂表面,蒸除溶剂后再装入反应柱中进行第2次反应,重复上面的操作进行第3次反应,分析第3次的结果得知,产物收率仍达到80.5%,因此表明该催化剂回收利用率和稳定性均良好。

3 结 论

(1)对于乙炔与三乙氧基硅烷的硅氢加成反应,制备的5A分子筛固载铂催化剂是较好的催化剂。该催化剂使用3次仍然有较好的催化活性。该催化剂在反应温度为70℃,乙醇与三乙氧基硅烷的体积比约为2∶1,催化剂中铂含量为7.72×10-6 mol·g-1 ,乙炔流量约为90mL/min,混合液滴速约为6s/滴)的情况下,能使乙烯基三乙氧基硅烷的收率达到85.9% 。

(2)硅氢加成反应是在自行设计的反应装置中进行的,反应原料均从上而下通过催化剂床层。因此,在调配好乙炔流量和混合液滴速的前提下,就能尽量避免三乙氧基硅烷与目标产物的接触,从而尽量避免产生二次加成产物。

(3)该反应在使用无毒的乙醇作溶剂的情况下,使得目标产物达到比较高的收率。从而实现了实验绿色化的目的。

摘要：研究了5A分子筛固载铂催化剂的制备,并对它催化乙炔与三乙氧基硅烷硅氢加成反应的催化效果进行了探索。另外还考察了原料配比、催化剂铂含量、反应温度、乙炔流量等因素对目标产物收率的影响。

关键词：5A分子筛固载铂催化剂,硅氢加成,三乙氧基硅烷,乙炔

参考文献

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[5]刘广林,王淑华.乙烯基类硅烷单体合成新动向[J].有机硅材料及应用,1989,1:11-12.

二甲基乙氧基硅烷 篇4

目前合成二正丁基二乙氧基硅烷的方法主要有:直接法[5], 将氯代正丁烷、乙醇等组成混合物与硅、铜触体在高温下反应, 此反应时间长、副产物多分离困难;Grignard法[6,7], 由正硅酸乙酯与正丁基卤化镁反应制备, 但该法用于制备二正丁基硅氧烷产率较低;Wurts法[8], 此法金属试剂还原性强, 二正丁基硅氧烷产率较高, 适用于合成二正丁基二乙氧基硅烷。

本研究采用Wurts法, 以金属钠为还原剂, 将正硅酸乙酯与氯代正丁烷进行缩合反应制备二正丁基二乙氧基硅烷, 考察了反应条件对产物收率的影响, 并研究了产物在聚氨酯涂料中的应用效果。

1 实验部分

1.1 试剂及仪器

正硅酸乙酯 (工业品) , 江西星火有机硅厂;氯代正丁烷 (分析纯) , 上海阳光生物科技有限公司;傅立叶变换红外光谱仪 (800型) , 美国Varian公司;超导核磁共振仪 (AvanceⅢ-400型, 溶剂为CDCl3, 内标为四甲基硅烷) , 德国Brucker公司;表面张力仪 (JK99D型) , 接触角测量仪 (JC2000C型) 均为北京中仪科信科技有限公司。

1.2 二正丁基二乙氧基硅烷的制备

向装置回流冷凝管、电动搅拌装置、恒压滴液漏斗和温度计的250mL四颈瓶内加入67mL正硅酸乙酯, 用压钠机将14.5g金属钠压成钠丝加入四颈瓶, 在恒压滴液漏斗中加入59mL氯代正丁烷。开动搅拌并加热升温, 当四颈瓶内液体温度到达70℃时, 开始缓慢滴加氯代正丁烷, 维持反应呈微沸状态, 滴加完毕后再恒温76~80℃回流5h。反应结束后, 将产物冷却倒出进行减压抽滤得到滤液, 滤渣用适量乙醇浸泡处理。将滤液进行减压蒸馏, 收集133~135℃/5.333KPa馏分, 得无色透明液体。测得其折光率 (20℃) 为1.4265, 合成路线如下:

2 结果与讨论

2.1 产物的IR表征

由产物的IR谱图 (图1) 可见, 2962cm-1、2924cm-1和2878cm-1为饱和C-H的伸缩振动峰;1164cm-1为C-O的伸缩振动;1108cm-1、1082cm-1为Si-O伸缩振动峰;779cm-1为SiC的伸缩振动峰, 上述官能团与目标分子的结构基本吻合。

2.2 产物的NMR表征

产物的1 H-NMR谱图 (图2) 显示5组峰, 峰面积积分比为2∶3∶3∶4∶2 (按化学位移由低到高排列) , 由此可以看出δ1.35处的这一组峰为cH和dH谱带重叠的缘故。13 C-NMR谱图 (图3) 显示6条碳峰信号, DEPT135谱图 (图4) 显示产物含有2个伯碳, 4个仲碳, 且从HSQC谱图 (图5) 可以进一步验证产物分子6种碳、氢一一对应。由数据分析结果 (表1) 可知, 产物分子连有乙基、正丁基等基团, 结合IR表征结果, 可以确定产物分子结构与目标分子的结构一致。

2.3 反应温度对产物收率的影响

由于反应物中氯代正丁烷沸点最低, 仅为78℃, 若反应温度过高, 则氯代正丁烷挥发严重。为了充分考察反应温度对产物收率的影响, 在n (Si (OEt) 4) ∶n (n-BuCl) ∶n (Na) 为1∶2∶2, 反应时间为5h的条件下, 分别选取了50℃、60℃、70℃、80℃和90℃作为反应温度, 产物收率如表2所示。可以看出, 50℃时, 产物收率较低, 随着反应温度的升高, 产物收率逐渐提高。当反应温度达到80℃时, 产物收率最高, 该温度为氯代正丁烷回流温度, 故将实际反应温度控制在80℃左右。

2.4 反应物摩尔配比、时间对产物收率的影响

氯代正丁烷与正硅酸乙酯的式量为2∶1, 氯代正丁烷用量的增加有利于正硅酸乙酯转化率的提高, 但增加氯代正丁烷的用量必然要提高金属钠的量, 由于金属钠的价格较昂贵, 因而必须兼顾产物收率与氯代正丁烷用量。在反应温度为80℃时, 分别选取n (Si (OEt) 4) ∶n (n-BuCl) ∶n (Na) 为1∶1.9∶1.9 (曲线1) 、1∶2∶2 (曲线2) 、1∶2.1∶2.1 (曲线3) 、1∶2.2∶2.2 (曲线4) 、1∶2.3∶2.3 (曲线5) , 考察了其在不同反应时间的产物收率。

由图6可以看出, 产物收率随着时间的推移逐渐提高, 当反应时间达到5h以上, 产物收率趋于稳定, 因而反应5h为反应达到平衡所需的时间。反应时间为5h, n (Si (OEt) 4) ∶n (nBuCl) ∶n (Na) 为1∶2.1∶2.1、1∶2.2∶2.2、1∶2.3∶2.3时, 产物收率接近 (见曲线3、4、5) , 综合考虑收率及经济效益, 较优的反应摩尔配比为n (Si (OEt) 4) ∶n (n-BuCl) ∶n (Na) =1∶2.1∶2.1。

2.5 应用

在酸性条件下, 将二正丁基二乙氧基硅烷与正丁基三乙氧基硅烷按质量比20∶1, 水解制成预聚物, 并将预聚物加入到聚氨酯涂料中进行混匀改性, 预聚物的加入量为涂料质量的5%。将改性后的聚氨酯涂料涂抹于方形木块上, 涂料厚度40μm, 晾干后, 通过滴水试验, 测试相关性能数据 (表3) , 并与未添加预聚物的聚氨酯涂料性能进行对比。

由表3对比数据可知, 添加硅烷预聚物的聚氨酯涂料与水的接触角增大, 表面张力明显降低, 充分说明了硅烷预聚物提高了聚氨酯涂料的疏水性, 这正是由于硅烷预聚物的疏水脂肪族碳链易向表面迁移, 降低表面能, 提高了涂料的疏水性能。

3 结论

以正硅酸乙酯、氯代正丁烷为原料, 通过钠缩合法合成了二正丁基二乙氧基硅烷, 采用红外及核磁对产物进行了表征, 确证产物结构与目标分子结构一致。优化了合成工艺条件, 较优的反应条件为控制反应温度80℃, 反应时间5h, 反应摩尔配比为n (Si (OEt) 4) ∶n (n-BuCl) ∶n (Na) =1∶2.1∶2.1, 在此条件下, 产物的收率达93.1%。将产物应用于聚氨酯涂料, 经性能测试证实明显提高了涂料的疏水效果。

摘要：以金属钠为还原剂, 将正硅酸乙酯与氯代正丁烷进行缩合反应制备了二正丁基二乙氧基硅烷, 优化了反应条件, 经红外、核磁共振表征确证了产物分子结构, 并通过性能测试证实产物应用于聚氨酯涂料具有较好的疏水效果。

关键词：二正丁基二乙氧基硅烷,缩合反应,疏水性

参考文献

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二甲基乙氧基硅烷 篇5

本文针对现有合成工艺的不足进行了优化改进,并通过FT-IR、1H NMR、19F NMR、13C NMR、UV-Vis和HPLC对最终产物进行定性和定量分析。

1实验部分

1.1主要仪器和试剂

Nicolet 6700傅立叶红外光谱仪,UV3600紫外/可见/近红外分光光谱仪,UFLC-2010 PLUS高效液相色谱仪,Bruker Avance II400MHz核磁共振波谱仪测定,以TMS做内标。2,3-二甲基吡啶和三氟乙醇为工业级,常用试剂和溶剂乙酸、30%H2O2、二氯甲烷、乙腈、四丁基溴化铵(TBAB)、硝酸、醋酐、氯化亚砜等均为分析纯。

1.2实验方法

(1)氧化:250 mL反应瓶中加入46 mL (0.4 mol)化合物(1)、80 mL冰乙酸和lmL浓硫酸做催化剂,加热至85～110℃之间,逐滴加入55 mL (约0.55 mol) 30%H2O2,保温反应直至TLC检测反应完全,减压蒸馏除去乙酸和水,得化合物2,3-二甲基吡啶-N-氧化物(2)粗品,直接进行下一步反应。

(2)硝化:冰浴下向上述所得化合物(2)中加入15mL浓H2SO4,然后移至80～90℃,缓慢滴加由50 mL98%的浓H2SO4和70 mL 65%的浓HNO3配成的混酸,反应结束将反应液倒入碎冰中,Na2CO3调pH=8-10,氯仿萃取浓缩得粗产物,乙醇重结晶得黄色晶状4-硝基-2,3-二甲基吡啶-N-氧化物(3) 51.48 g,产率76.6%。1H NMR (CDCl3,400MHz) 8 (ppm):8.18 (d,J=7.2 Hz,1H,o-H),7.68 (d,J=7.2 Hz,1H,m-H),2.56 (s,3H,o-CH3),2.54 (s,3H,m-CH3)。

(3)取代:250 mL反应瓶中加入25mL 2,2,2-三氟乙醇、20 mL乙腈、13.8 g碳酸钾和2 g相转移催化剂和8.41 g (0.05 mol)化合物(3),回流反应6～8 h,反应完全后蒸干,用甲苯萃取,过滤除去无机盐,滤液蒸干得棕黑色的粗产物10.38 g,产率93.8%,可直接用于下一步反应。乙酸乙酯重结晶得到白色的2,3-二甲基-4-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-N-氧化物(4)。1H NMR (CDC13,400MHz)δ(ppm):8.12 (d,J=7.2 Hz,1H,o-H),6.65(d,J=7.2 Hz,1H,m-H),4.39 (q,2H,p-OCH2-),2.48(s,3H,o-CH3),2.19 (s,3H,m-CH3)。

(4)醇化:在冰浴下,向6.64 g (0.03 mol)化合物(4)中滴加10 mL乙酸酐和0.1 mL H2SO4,搅拌均匀移至90～105℃至反应结束,减压除去乙酸和乙酸酐,加入3.6 g NaOH配成的10～15%稀溶液,于60℃进行水解反应,水解完全后,用乙酸乙酯萃取、浓缩、重结晶,得到白色化合物2-羟甲基-3-甲基-4-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶(5)5.38 g,产率81%。1H NMR(CDCl3,4001MHz)δ(ppm):8.35 (d,J=5.6 Hz,1H,o-H),6.68 (d,J=5.6Hz,1H,m-H),4.68 (s,2H,o-CH2-),4.42 (q,2H,p-OCH2-),2.10 (s,3H,m-CH3)。

(5)氯甲基化:将5.38 g (0.0243 mol)化合物(5)溶于10 mL CH2Cl2,-10-10℃缓慢滴加6 mL SOC12和6mL CH2Cl2的混合液,保温反应3-5 h,减压浓缩至5～7mL,逐滴滴加乙酸乙酯,析出白色固体,过滤即得到最终产品化合物2-氯甲基-3-甲基-4-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶盐酸盐(6) 6.15 g,产率91.7%。用丙酮与乙醇的混合液进行重结晶,得到白色针状晶体。HPLC测得纯度为99.33%(如图1)。1H NMR (DMSO,400MHz)δ(ppm):8.65 (d,J=7.2 Hz,1H,o-H),6.84 (d,J=7.2Hz,1H,m-H),4.69 (s,2H,o-CH2-),4.31 (q,2H,p-OCH2-),2.28 (s,3H,m-CH3)。

2结果与讨论

2.1主要反应步骤

(1)氧化反应:反应采用双氧水-冰乙酸体系的同时,使用了浓H2SO4作催化剂,此工艺可以明显地提高氧化效率,同时浓硫酸的存在不影响下一步硝化反应;(2)硝化反应:用Na2CO3中和酸液,避免了用强碱NaOH中和骤然释放的大量热量而引起的产物变性,提高了产品质量;(3)取代反应:反应溶剂用乙腈代替文献[6]中的二甲亚砜,反应缓和且易于控制,后处理方便;(4)醇化反应:采用碱式水解,最大限度地降低了反应的可逆性,使反应转化更彻底,且腐蚀小、后处理方便、产物纯度和收率都有所提高。(5)氯甲基化反应:采用-10-10℃的较低温度,反应缓和,副反应少,后处理采用滴加不良溶剂乙酸乙酯析晶的方法,方便快捷,产品品质好且收率高。

2.2定性分析

对最终产物2-氯甲基-3-甲基-4-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶盐酸盐采用FT-IR、UV-Vis、1H NMR、19F NMR和13C NMR进行了定性分析。以DMSO-d6做溶剂400MHz核磁共振仪测得氢谱数据,其中吡啶环上甲基氢在2.28 ppm出现一个单峰,4.31 ppm出的四重峰对应三氟乙氧基中亚甲基上的氢,4.69 ppm处的单峰对应为氯甲基的氢,6.84 ppm和8.65 ppm的两个双峰分别对应吡啶环间位和邻位的氢,其耦合常数均为7.2 Hz,HC1的氢可能由于在溶剂中处于游离状态未能在图谱中显示出来;19F NMR在化学位移-72.58 ppm的单峰毫无疑问对应着三氟甲基的氟;13C NMR的10.45,66.29,110.11,122.76,125.11,128.12,143.38,150.89和166.68的峰分别与化合物的9个碳原子相对应。UV-Vis(乙腈):λmax=209 nm;FT-IR:742.74 cm-1是(C-C1)的伸缩振动峰,1167.19 cm-1是(C-O-C)的伸缩振动峰,1266.89 cm-1是(C-F)的伸缩振动峰,1614cm-1是(C=N)伸缩振动峰。

2.3定量分析

采用岛津高效液相色谱仪(HPLC)、PDA检测器和C18液相色谱柱对最终产物2-氯甲基-3-甲基-4-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶盐酸盐做出定量分析,并确定了用体积比乙腈:缓冲液(磷酸二氢钾和磷酸氢二钾配成pH值6.8)=45:55且流速为1.0 mL/min的流动相、柱温40℃、检测波长209 nm的测试条件。

3结论

以2,3-二甲基吡啶为原料,经浓硫酸催化N-氧化、碱式水解、低温氯化等五步反应,制备出2-氯甲基-3-甲基-4-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶盐酸盐。采用该工艺成本低、操作简便、污染小、产率高,五步总收率可达53.3%,适于工业化生产。对最终产物做出详细的定性与定量分析,得到以PDA检测器和C18液相色谱柱,用磷酸二氢钾和磷酸氢二钾配成pH=6.8的缓冲溶液,然后采用乙腈:缓冲液=45:55且流速为1.0 mL/min的流动相,柱温40℃、检测波长209 nm的高效液相色谱条件。

参考文献

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二甲基乙氧基硅烷 篇6

国外对有机硅憎水粉末的应用研究较早, 其应用范围相对较广, 如可用于水泥基保温抗裂砂浆、装饰砂浆、粘结砂浆、填缝剂等;此外, 有机硅憎水粉末在石膏基干粉砂浆及灰钙基干粉砂浆体系中也有所应用。国内对有机硅憎水粉末的研究相对较晚, 受技术及工艺限制, 目前尚未有较理想的产品。相关文献仅提供了有机硅憎水粉末的应用信息, 而对于研制过程及工艺方法却鲜有报道。本研究以烷氧基硅烷为主要原料, 采用独特的包裹工艺制备高效的水分散型有机硅憎水粉末, 经测试其在干粉砂浆体系中的应用效果明显, 达到国外同类产品水平。

1 实验

1.1 主要原料

烷氧基硅烷:丁基三乙氧基硅烷 (国产, 纯度99%) 、辛基三乙氧基硅烷 (道康宁, 纯度99%) 、十二烷基三甲氧基硅烷 (纯度85%) 、十八烷基三甲氧基硅烷 (纯度80%) ;聚硅氧烷:国产, 纯度99%;表面活性剂:平平加O、OP-10、十二烷基硫酸钠, 市售;抗结块剂:聚乙烯醇PVA-1788、聚乙烯醇PVA-1799、聚乙二醇PEG-2000、聚丙二醇PPG-2000, 分析纯;活性二氧化硅, 市售。

1.2 烷氧基硅烷憎水粉末的制备工艺

第一步, 以烷氧基硅烷为主要成分, 聚硅氧烷为辅助材料, 加入表面活性剂及抗结块剂, 制成性能稳定的水油平衡胶体, 这种胶体粒子易在水中分散形成细腻稳定的乳液。第二步, 在乳液中加入活性二氧化硅, 在机械作用下分散, 活性二氧化硅通过表面羟基作用与胶体粒子形成独特的粉体包裹胶粒的“固包液”结构。调节p H值至8~9, 使部分烷氧基硅烷水解生成活性羟基, 并与活性二氧化硅表面羟基结合形成稳定的网状结构, 这种网状结构可牢固包裹凝胶粒子。第三步, 烘干筛选。将分散均匀稳定的烷氧基硅烷粉体材料在60℃条件下脱水烘干, 可得到自由流动的烷氧基硅烷憎水粉末成品, 本产品在水中可快速分散, 在水泥砂浆体系中缓慢释放出烷氧基硅烷单体。

烷氧基硅烷憎水粉末的工艺流程见图1。经上述方法制备的烷氧基硅烷憎水粉末为白色可流动粉末, 无明显气味, 可在水中快速分散。

2 配方研究及讨论

2.1 烷氧基硅烷的选择

烷氧基硅烷为小分子结构, 是一种性能优异的渗透型浸渍剂, 低表面张力特征使烷氧基硅烷可快速地从砂浆及混凝土表面向其内部渗透。烷氧基硅烷分子结构的一端为活性烷氧基, 在碱作用下可以水解生成活性羟基, 与基层表面羟基结合并形成聚硅氧烷互穿网络结构;烷氧基硅烷分子结构的另外一端为疏水烷烃, 指向外界, 赋予混凝土表面长期憎水性。烷氧基硅烷分子水解交联过程见图2。

由图2所示, 烷氧基硅烷分子易水解脱醇, 生成烷基硅醇, 碱是烷氧基水解的良好催化剂。烷基硅醇因不稳定而快速脱水缩合或与基层结合而形成稳定的网状结构, 这种网状结构疏水基层向外排列, 可有效阻止水分及其他成分进入基层, 可达到良好的保护作用。

本研究选用丁基三乙氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷等作为原料, 比较其水解性能。不同类型烷氧基硅烷单体在碱液中的凝胶情况见表1。

由表1可以看出, 烷氧基硅烷单体的水解速度与分子结构有着直接关系, 一般来说, 甲氧基较乙氧基更易受到碱催化剂的作用而水解交联。考虑到烷氧基硅烷的制备工艺, 本研究选用十二烷基三甲氧基硅烷复配辛基三乙氧基硅烷作为烷氧基硅烷憎水粉末的主要原料, 主要是因为十二烷基三甲氧基硅烷可快速凝胶, 并结合活性二氧化硅达到包裹作用。

2.2 抗结块剂的选择

抗结块剂种类相对较多, 可分为有机抗结块剂和无机抗结块剂两类, 有机抗结块剂包括聚乙烯醇 (PVA) 、聚乙二醇 (PEG) 、聚丙二醇 (PPG) 等, 无机抗结块剂包括多聚磷酸钠和各类粉体材料。本研究根据不同类型抗结块剂对烷氧基硅烷憎水粉末成粉后的外观影响、水分散效果及存储稳定性筛选抗结块剂。表2为不同类型抗结块剂在2%添加量 (质量分数, 下同) 时对烷氧基硅烷憎水粉末稳定性的影响。

由表2可以看出, 抗结块剂对烷氧基硅烷憎水粉末的外观、水分散性及存储稳定性有一定的影响。PVA对粉体的流动性及抗结块效果比PEG及PPG好, 主要是因为PVA相对分子质量相对较大, 水分散后羟基定向排列形成稳定的胶束粒子, 阻碍原有胶束粒子团聚, 因此胶束稳定性更好。从表2还可以看出, 与PVA-1788相比, 采用PVA-1799制备的烷氧基硅烷憎水粉末在外观及存储稳定性方面有一定的提升, 可能原因是PVA-1799的醇解度更高, 与活性二氧化硅及胶束粒子形成分子间力的效果更突出。此外, 相同添加量的抗结块剂, PEG较PPG性能略优, 主要是因为PPG更倾向与硅烷结合而破坏了粉体包裹层的结构。

综上, 选用十二烷基三甲氧基硅烷复配辛基三乙氧基硅烷为主要成分, 添加聚硅氧烷为辅助成分, 在表面活性剂及活性二氧化硅的作用下, 通过机械分散形成水性凝胶体结构, 采用PVA-1799作为抗结块剂, 制成的水分散型烷氧基硅烷憎水粉末, 具有良好的流动性, 可稳定密封存储而不结团。

3 应用研究与讨论

水泥基干粉砂浆已广泛用于外墙装饰、填缝、粘结、防水及其他工程, 受水、湿气及酸雨等影响, 干粉砂浆体系容易产生泛碱、色差、粉化、开裂等众多问题。添加有机硅憎水粉末的干粉砂浆体系可有效阻止外界水分及湿气进入砂浆基层, 降低后期泛碱、冻融破坏、粉化及开裂, 延长其使用寿命。

3.1 砂浆表面及断面疏水效果

添加烷氧基硅烷憎水粉末的干粉砂浆具有优良的表面及断面憎水效果, 图3—5是不同类型干粉砂浆体系在添加烷氧基硅烷憎水粉末30 min后, 水滴在砂浆表面及断面的疏水效果。图3为填缝剂添加0.3% (质量分数, 下同) 烷氧基硅烷憎水粉末后表面成珠效果, 图4为装饰砂浆添加0.3%烷氧基硅烷憎水粉末后表面成珠效果, 图5为普通砂浆添加0.2%烷氧基硅烷憎水粉末的表面及断面憎水效果。

由图3—5可以看出, 添加烷氧基硅烷憎水粉末的干粉砂浆体表面疏水效果明显, 水珠在砂浆表面明显形成水珠。受可再分散乳胶粉及纤维素内部分亲水成分的影响, 普通砂浆只要添加0.2%的烷氧基硅烷憎水粉末就可在表面及断面产生明显的疏水效果。

3.2 烷氧基硅烷憎水粉末对砂浆吸水量的影响

按JC/T 902—2002《建筑表面用有机硅防水剂》[2]要求制作砂浆块并进行吸水量测试, 烷氧基硅烷憎水粉末添加量 (质量分数, 下同) 分别为0.1%、0.2%、0.3%时, 分别测试30 min、60 min、120 min、240 min、24 h后砂浆的吸水量, 结果见图6。

从图6可以看出, 添加烷氧基硅烷憎水粉末的水泥砂浆吸水量大幅度降低, 随着烷氧基硅烷憎水粉末添加量的增加, 砂浆吸水量降低趋势明显, 空白试件30 min吸水量已经达到2.7 g, 而添加0.1%、0.2%、0.3%烷氧基硅烷憎水粉末的砂浆试件吸水量分别为0.88 g、0.35 g、0.21 g。在后续测试中, 空白试件质量无明显变化, 说明空白试件的吸水量在30 min时已经接近饱和状态;而添加烷氧基硅烷憎水粉末的砂浆试件24 h吸水量仅为空白试件的30%左右。

3.3 烷氧基硅烷憎水粉末对装饰砂浆泛碱的抑制作用

砂浆泛碱是干粉砂浆体系的常见问题, 一般说来, 砂浆泛碱过程主要是因为砂浆体系反复吸放水分, 造成内部碱及钙离子在表面堆积。按JC/T 1024—2007《墙体饰面砂浆》[3], 烷氧基硅烷憎水粉末添加量为0.3%, 试件在标准条件下放置7 d后进行抗泛碱性能测试。烷氧基硅烷憎水粉末对装饰砂浆表面泛碱的抑制效果见图7。

从图7可以看出, 烷氧基硅烷憎水粉末对装饰砂浆的泛碱具有一定的抑制作用。添加烷氧基硅烷憎水粉末的装饰砂浆, 能抑制水分向砂浆内部渗透, 继而降低水分挥发过程携带OH-及Ca2+向表面的迁移量, 最终抑制表面白色钙盐的形成。

3.4 烷氧基硅烷憎水粉末与市场上同类产品的性能比较

有机硅憎水粉末在国内的推广应用始于最近几年, 受技术及工艺的影响, 国内烷氧基硅烷的粉化应用技术尚处于起步阶段。

不同厂家有机硅憎水粉末在相同添加量 (0.2%) 时对砂浆吸水量的影响见图8 (同时与硬脂酸钙添加量为1%时对砂浆吸水量的影响作了对比) 。

由图8可以看出, 不同类型有机硅憎水粉末对水泥砂浆吸水量的降低程度有所不同, 烷氧基硅烷憎水粉末和有机硅憎水粉末A的作用效果较好, 24 h内砂浆试件的吸水量仅为空白试件吸水量的40%左右。而有机硅憎水粉末C对砂浆的憎水效果相对较差, 主要是因为其密度相对较大, 相同添加量时有效成分较低。此外, 从图8还可以看出, 添加硬脂酸钙不能有效阻止砂浆吸水, 4 h后砂浆试件几乎完全呈水饱和状态, 主要是因为硬脂酸钙颗粒无法与砂浆基层完美结合, 无法形成连续憎水层, 因此水分更容易浸润砂浆。

空白试件有机硅憎水粉末A有机硅憎水粉末B有机硅憎水粉末C硬脂酸钙烷氧基硅烷憎水粉末

4 结论

以烷氧基硅烷为主要成分, 聚硅氧烷为辅助原料, 在表面活性剂和抗结块剂作用下形成稳定胶体, 在活性二氧化硅及稳定剂作用下, 通过机械分散并烘干后, 制成性能稳定的烷氧基硅烷憎水粉末, 其性能已经达到国外同类产品水平, 微量添加即可在干粉砂浆体系形成良好的疏水层, 可有效降低砂浆体系的吸水量, 抑制砂浆基层的泛碱, 延长砂浆的使用寿命。

参考文献

[1]Quadrelli M, Koenig F, Roos M, et al.新型干混砂浆用粉剂憎水剂[C]//第二届全国商品砂浆学术交流会论文集, 2007.

[2]中国化学建筑材料公司苏州防水材料研究设计所.JC/T902—2002建筑表面用有机硅防水剂[S].北京:中国建材工业出版社, 2003.