苯硅烷的应用

背景及概述^[1][2]

苯基硅烷，为重要的有机硅中间体，主要用于加氢试剂，是制备有机硅表面活性剂的原料。现有生产苯基硅烷和二苯基硅烷的方法工艺比较复杂、成本较高、产品纯 度低。如果吸入苯基硅烷，请将患者移到新鲜空气处；如果皮肤接触，应脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤，如有不适感，就医；如果眼晴接触，应分开眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗，并立即就医；如果食入，立即漱口，禁止催吐，应立即就医。

对保护施救者的忠告如下：将患者转移到安全的场所，咨询医生，如果条件允许请出示此化学品安全技术说明书给到现场的医生看。若泄露，小量泄漏尽可能将泄漏液体收集在可密闭的容器中，用沙土、活性炭或其它惰性材料吸收，并转移至安全场所，禁止冲入下水道；若大量泄漏，构筑围堤或挖坑收容，封闭排水管道，用泡沫覆盖，抑制蒸发，用防爆泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。

应用^[2][3][4][5]

苯基硅烷是制备有机硅表面活性剂的原料，其应用举例如下：

1. 制备一种苯基T10笼型倍半硅氧烷。

笼型倍半硅氧烷CSQ(Cage-like Silsesquioxanes)，又称为多面体低聚倍半硅氧烷，是一类倍半硅氧烷的总称，分子通式可以简写为[RSiO3/2]n。CSQ 是一类笼型有机硅的泛指，不同的CSQ主要在于n和R的不同。CSQ为三维笼型结构，根据n的不同，分别称之为T8、 T10、T12等，分别对应立方体(Oh) 构型，五棱柱(D5h)构型和类碗状(D2d)构型，如图所示。

T10笼型倍半硅氧烷制备方法包括以下步骤：(1)苯基T4钠盐的制备：将苯基硅烷单体的有机溶液、含有氢氧化钠和水的有机溶液混合，旋蒸除去溶剂，得到苯基T4钠盐；(2)苯基T10笼型倍半硅氧烷的合成：将1摩尔份苯基T4钠盐、2～8摩尔份苯基硅烷单体溶于溶剂中，加入催化量的催化剂，反应，得到苯基T10笼型倍半硅氧烷。

2. 制备一种常温固化型耐候水性工业面涂涂料。

具体包括，使用甲基硅烷(MethylSilane)和苯基硅烷(PhenylSilane)的聚合物分别与水性氟碳树脂、水性聚氨酯树脂、水性醇酸树脂经过溶液聚合后用于制造具有优良耐候和耐湿热性能的常温固化型水性面涂的工业涂料。由于不使用有机溶剂，所以制成的常温固化型水性耐候工业面涂具有很低的有机挥发物含量，是对使用环境友好的用于金属基材面已涂覆有防腐底涂或中涂涂膜面上的水性工业面涂涂料。

3. 制备一种苯基功能化疏水性沸石。

天然沸石等多孔矿物丰富的孔道结构、高 的比表面积及良好的污染物去除性能受到了日益广泛地关注。制备苯基功能化疏水性沸石的方法，包括如下步骤：将天然斜发沸石加入苯基硅烷偶联剂溶液中反应完全，再经抽滤、冲洗、干燥制得苯基功能化疏水性沸石。上述制备苯基功能化疏水性沸石的制备方法通过对廉价的天然斜发沸石表面改性苯基硅烷偶联剂，使得沸石表面含有苯基功能基团，通过本发明的方法制备的苯基功能化疏水性沸石可有效吸附芳香类有机污染物。

4. 制备一种八苯基笼形倍半硅氧烷。

笼型聚倍半硅氧烷（POSS）一般分子式表示为（RSiO3/2）n（n≥4），它是由Si-O-Si形成的骨架及有机基团形成的侧链组成的纳米粒子。它具有类似无机二氧化硅的核和有机支链，是目前唯一的杂化纳米化合物。POSS作为一种纳米改性剂，已被广泛用来制备性能优良的有机-无机纳米复合材料。

八苯基笼形倍半硅氧烷制备方法为，先将反应器置于冰水浴中，将有机溶剂和去离子水的混合溶液加入反应器中，再加入苯基硅烷；然后开启搅拌进行水解反应20~60min后静置，对其有机相进行洗涤和干燥，得前驱水解产物；将前驱水解产物加入原反应容器中，再向其中加入催化剂和溶剂的混合物，于20~250℃温度下回流反应5~100h后，即有大量白色沉淀物析出；然后对沉淀物进行过滤、洗涤或通过溶解-重结晶的方式来进行提纯、烘干得产物。

所以本发明以苯基硅烷为原料，采用低温投料和两步水解工艺，可控地制备出分子量较大且产率较高的八苯基官能化POSS，且制备工艺简单、产率较高、制备周期短。

5. 制备一种含有POSS结构的抗原子氧聚酰亚胺杂化薄膜。

具体步骤是将含苯基硅烷与含氨丙基硅烷两种单体在醇/水共溶剂体系中和催化剂作用下反应，经溶剂挥发、洗涤、冷冻干燥，得到二元胺POSS，并将其用于聚酰亚胺材料的改性，制备了含有POSS结构的聚酰胺酸，经热酰亚胺化后获得了一系列不同二元胺POSS含量的聚酰亚胺杂化薄膜。

合成二元胺POSS的反应条件温和，成本低廉，且最终以化学键的形式将POSS结构引入聚酰亚胺分子主链，赋予了该材料优异的本征抗原子氧性能，杂化薄膜综合性能优异，与未改性的Kapton聚酰亚胺薄膜相比，抗原子氧性能提高了6倍，对于航空航天事业的发展具有重要意义。

制备^[1]

一种制备苯基硅烷的方法，其包括如下步骤：在溶解有四氢铝锂的四氢呋喃溶液中由滴液漏斗缓慢加入三氯苯硅烷，控 制三氯苯硅烷与四氢铝锂的摩尔比为3：1，在-10～0℃下进行反应，以TLC方 法监测反应完毕后，将产物加入冰浴条件下的稀硫酸溶液中，萃取有机层，减 压蒸馏得到苯基硅烷，纯度为98.0％。

主要参考资料

[1] CN201410853594.0 制备苯基硅烷和二苯基硅烷的方法

[2] CN201711381970.0 一种苯基T10笼型倍半硅氧烷及其合成方法与应用

[3] CN200810237283.6 用硅烷聚合物制造的常温固化型耐候水性工业面涂涂料

[4] CN201710502056.0 一种苯基功能化疏水性沸石及其制备方法和应用

[5] CN201510538664.8 一种八苯基笼形倍半硅氧烷的制备方法