雙乙酰丙酮基二丁基錫(Dibutyltin Bis(2,4-pentanedionate),CAS: 22673-19-4)常溫下為淡黃色至琥珀色液體,分子式為C18H32O4Sn,分子量為431.15。
雙乙酰丙酮基二丁基錫作為一種高效催化劑,在硅烷改性密封膠(MS膠)和快固型硅酮密封膠體系中的催化活性顯著優(yōu)于傳統(tǒng)二月桂酸二丁基錫。然而,現(xiàn)行生產(chǎn)工藝存在以下技術(shù)瓶頸:首先,合成過程需過量使用乙酰丙酮原料(摩爾比>3:1);其次,產(chǎn)物分離需在120℃以上高溫環(huán)境長時間操作;再者,最終精制仍需維持高溫條件。這些工藝缺陷導致產(chǎn)品呈現(xiàn)深紅色外觀(如圖1所示),在實際應用中對密封膠色澤產(chǎn)生顯著影響:①在透明膠體系中引發(fā)明顯黃變現(xiàn)象;②導致白色膠體出現(xiàn)橙紅色調(diào);③僅適用于有色密封膠產(chǎn)品。這種色澤問題嚴重制約了該催化劑在高端透明/淺色密封膠領(lǐng)域的應用,進而影響產(chǎn)品的市場拓展空間。
基于上述背景,惲晨等人[1]開發(fā)了通過添加助劑的方法,公開了一種低色度雙乙酰丙酮基二丁基錫的制備方法,并將其應用于硅酮膠的制備中。
圖1. 不同工藝產(chǎn)品所制得雙乙酰丙酮基二丁基錫外觀(最左側(cè)為傳統(tǒng)工藝)
制備方法
首先將乙酰丙酮(64-68g)、二丁基二氯化錫(95-105g)、溶劑(甲苯/苯/四氫呋喃,120-140g)及抗氧化助劑(硫代二丙酸二硬脂醇酯等,0.05-0.1g)一次性投料,在35-45℃下混勻;隨后緩慢滴加10-20%堿液(NaOH/KOH等),控制50-100℃反應至pH 6.5-7.5后保溫2-4小時;最后經(jīng)靜置分相、減壓蒸餾脫溶劑后,加入3%硅藻土/高嶺土助濾劑吸附脫色,獲得色號<200的淺色產(chǎn)品。該工藝通過三大創(chuàng)新點實現(xiàn)降色效果:(1)優(yōu)化溶劑體系降低反應溫度(35-100℃)抑制氧化顯色;(2)精選助劑(0.05-0.1g)穩(wěn)定螯合鍵并縮短反應時間;(3)雙重純化(分相+吸附)去除顯色雜質(zhì),產(chǎn)品色度接近二月桂酸二丁基錫標準,且收率穩(wěn)定>90%。
硅酮膠中的應用
首先在雙行星攪拌機中投入107膠和桂油,抽真空后啟動高速分散程序?qū)崿F(xiàn)基料均質(zhì)化。完成5分鐘初步混合后,在持續(xù)真空狀態(tài)下引入交聯(lián)劑組分(D-30及甲基二丁酮肟基硅烷)。交聯(lián)劑添加完畢15分鐘后,采用梯度增量法投加納米碳酸鈣填料,同時提升攪拌轉(zhuǎn)速至2000rpm確保納米顆粒充分分散。終段加入催化劑雙乙酰丙酮基二丁基錫,維持真空環(huán)境繼續(xù)混合25分鐘至體系達到工藝要求的均勻度。該流程通過分階段物料添加與動態(tài)調(diào)速的協(xié)同控制,實現(xiàn)了:①基料預混(107膠/桂油)→②交聯(lián)網(wǎng)絡構(gòu)建(D-30/硅烷)→③填料強化(納米CaCO?)→④催化熟化(錫催化劑)的四步有序組裝。
作為一種專用于高溫環(huán)境下的彈性密封材料,有機硅基阻燃密封體系憑借其優(yōu)異的耐熱性和柔韌性,在建筑幕墻防火分區(qū)及工業(yè)設(shè)備高溫接縫密封領(lǐng)域占據(jù)重要地位。當前技術(shù)面臨雙重挑戰(zhàn):一方面,為實現(xiàn)UL94 V-0級阻燃標準而大量添加的無機阻燃填料(通常占配方總量的40-60%)嚴重劣化了材料的機械性能,導致市售產(chǎn)品普遍存在拉伸強度不足(<1.5MPa)和斷裂延伸率低下(<120%)的缺陷,難以滿足鋼結(jié)構(gòu)連接等承重場合的需求;另一方面,固化動力學特性與施工要求的矛盾日益突出——門窗組裝工藝要求初固時間<45分鐘以實現(xiàn)快速周轉(zhuǎn),而大型防火隔墻施工則需要維持>3小時的操作窗口期以避免接縫缺陷?;谏鲜霰尘?,陳自正等人[2]發(fā)明一種高強度的雙組分阻燃硅酮密封膠及其制備方法。
參考文獻
[1] 惲晨,李雙,陳紹雄,何政兵,池躍芹,狄超,黃迎紅. 一種低色度雙乙酰丙酮基二丁基錫的制備方法. CN117736237 A.
[2] 陳自正,蔣金博,曾容,朱應和. 一種高強度的雙組分阻燃硅酮密封膠及其 制備方法. CN112812736 B.