低色度双乙酰丙酮基二丁基锡的制备及其在硅酮胶的制备中的应用

2025/8/12 10:48:34 作者:chemS

双乙酰丙酮基二丁基锡(Dibutyltin Bis(2,4-pentanedionate),CAS: 22673-19-4)常温下为淡黄色至琥珀色液体,分子式为C18H32O4Sn,分子量为431.15。

双乙酰丙酮基二丁基锡作为一种高效催化剂,在硅烷改性密封胶(MS胶)和快固型硅酮密封胶体系中的催化活性显著优于传统二月桂酸二丁基锡。然而,现行生产工艺存在以下技术瓶颈:首先,合成过程需过量使用乙酰丙酮原料(摩尔比>3:1);其次,产物分离需在120℃以上高温环境长时间操作;再者,最终精制仍需维持高温条件。这些工艺缺陷导致产品呈现深红色外观(如图1所示),在实际应用中对密封胶色泽产生显著影响:①在透明胶体系中引发明显黄变现象;②导致白色胶体出现橙红色调;③仅适用于有色密封胶产品。这种色泽问题严重制约了该催化剂在高端透明/浅色密封胶领域的应用,进而影响产品的市场拓展空间。

基于上述背景,恽晨等人[1]开发了通过添加助剂的方法,公开了一种低色度双乙酰丙酮基二丁基锡的制备方法,并将其应用于硅酮胶的制备中。

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图1. 不同工艺产品所制得双乙酰丙酮基二丁基锡外观(最左侧为传统工艺)

制备方法

首先将乙酰丙酮(64-68g)、二丁基二氯化锡(95-105g)、溶剂(甲苯/苯/四氢呋喃,120-140g)及抗氧化助剂(硫代二丙酸二硬脂醇酯等,0.05-0.1g)一次性投料,在35-45℃下混匀;随后缓慢滴加10-20%碱液(NaOH/KOH等),控制50-100℃反应至pH 6.5-7.5后保温2-4小时;最后经静置分相、减压蒸馏脱溶剂后,加入3%硅藻土/高岭土助滤剂吸附脱色,获得色号<200的浅色产品。该工艺通过三大创新点实现降色效果:(1)优化溶剂体系降低反应温度(35-100℃)抑制氧化显色;(2)精选助剂(0.05-0.1g)稳定螯合键并缩短反应时间;(3)双重纯化(分相+吸附)去除显色杂质,产品色度接近二月桂酸二丁基锡标准,且收率稳定>90%。

硅酮胶中的应用

首先在双行星搅拌机中投入107胶和桂油,抽真空后启动高速分散程序实现基料均质化。完成5分钟初步混合后,在持续真空状态下引入交联剂组分(D-30及甲基二丁酮肟基硅烷)。交联剂添加完毕15分钟后,采用梯度增量法投加纳米碳酸钙填料,同时提升搅拌转速至2000rpm确保纳米颗粒充分分散。终段加入催化剂双乙酰丙酮基二丁基锡,维持真空环境继续混合25分钟至体系达到工艺要求的均匀度。该流程通过分阶段物料添加与动态调速的协同控制,实现了:①基料预混(107胶/桂油)→②交联网络构建(D-30/硅烷)→③填料强化(纳米CaCO₃)→④催化熟化(锡催化剂)的四步有序组装。

作为一种专用于高温环境下的弹性密封材料,有机硅基阻燃密封体系凭借其优异的耐热性和柔韧性,在建筑幕墙防火分区及工业设备高温接缝密封领域占据重要地位。当前技术面临双重挑战:一方面,为实现UL94 V-0级阻燃标准而大量添加的无机阻燃填料(通常占配方总量的40-60%)严重劣化了材料的机械性能,导致市售产品普遍存在拉伸强度不足(<1.5MPa)和断裂延伸率低下(<120%)的缺陷,难以满足钢结构连接等承重场合的需求;另一方面,固化动力学特性与施工要求的矛盾日益突出——门窗组装工艺要求初固时间<45分钟以实现快速周转,而大型防火隔墙施工则需要维持>3小时的操作窗口期以避免接缝缺陷。基于上述背景,陈自正等人[2]发明一种高强度的双组分阻燃硅酮密封胶及其制备方法。

参考文献

[1] 恽晨,李双,陈绍雄,何政兵,池跃芹,狄超,黄迎红. 一种低色度双乙酰丙酮基二丁基锡的制备方法. CN117736237 A.

[2] 陈自正,蒋金博,曾容,朱应和. 一种高强度的双组分阻燃硅酮密封胶及其 制备方法. CN112812736 B.

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