一种异烷烯氧基硅烷的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种异烷烯氧基硅烷的制备方法，反应步骤如下：在反应釜内投入烷基酮、缚酸剂和催化剂，烷基酮、缚酸剂和催化剂的质量比为1000:1090:1～5，边搅拌边加热至釜温为40℃；保持釜温为20℃～60℃，向反应釜内滴加氯硅烷，20min～40min滴完，氯硅烷滴加完后保温回流，直至反应釜内异烷烯氧基硅烷含量大于30％，密闭过滤叔胺盐酸盐固体，得到第一滤液；常压下蒸馏第一滤液，得到第一母液；向第一母液中加入固体石蜡和氯离子中和剂，保持釜温为40℃～60℃，反应1h～3h，在釜温为35℃～40℃条件下过滤，得到第二滤液；减压精馏第二滤液得到异烷烯氧基硅烷，精馏温度为124℃～126℃，压强为0.0130MPa～0.0140MPa。本发明专利技术制备的异烷烯氧基硅烷纯度达94％以上，收率高于63％。

【技术实现步骤摘要】
一种异烷烯氧基硅烷的制备方法
本专利技术涉及一种异烷烯氧基硅烷的制备方法，特别是用烷基酮异构化法制备异烷烯氧基硅烷的方法。
技术介绍
异烷烯氧基硅烷是一类用途较为特殊的硅烷交联剂，因分子结构中含异烷烯氧基以及烷基、烯基或苯基的官能团，广泛用于对聚乙烯、聚丙烯、不饱和聚酯等聚合物进行改性，并赋予其优异的抗压裂解性、记忆性、耐磨性和冲击性；提高玻璃纤维、无机填料以及对乙烯基反应的树脂之间的亲合力，常用于硅烷交联聚乙烯电缆和管材抗老化性；可与丙烯酸系涂料共聚制成特种外墙涂料，具有良好耐侯性、耐灰尘性等；用于硅橡胶的交联固化，可提升其与金属、织物界面粘接特性。特别地，室温硫化硅橡胶体系中,脱醇型室温硫化硅橡胶的耐热性能较差；而脱酮型和脱酸型室温硫化硅橡胶的耐热性比脱醇型优异,但脱酸型交联过程中释放出酸而具有腐蚀性及刺鼻气味，这使其应用逐渐受到限制。因此，异烷烯氧基型室温硫化硅橡胶的交联体系因其水解活性最高、交联反应容易进行彻底、耐热性好、硫化速度快、储存稳定性、避免过早凝胶化、不使用有毒的有机催化剂、中性固化而被广泛应用，故市场对其需求正日益增加。由于脂肪族酮在催化剂作用下而形成异构化的醇式结构，如丙酮的K值较小，因此，醇式结构存在的相对含量很低，需要采用催化手段加速反应的正向移动，提高烯醇式的浓度。目前，有关异烷烯氧基硅烷合成的报道较少，通常以氯化亚铜为催化剂，三乙胺为缚酸剂，采用有毒性的芳烃类化合物作溶剂，反应时间长达20～50h,烷基三氯硅烷和烷基酮反应制得烷基异烷烯氧基硅烷硅烷的收率低于50％。其中，有文献报道乙烯基三异丙烯氧基硅烷的收率为45.7％,还有相关文献报道苯基三异丙烯氧基硅烷的收率为43％,上述方法制备的异烷烯氧基硅烷除了收率低外，还存在以下缺点：采用有毒性的苯类化合物作溶剂，操作安全性低，反应时间长，成本高，而且还需要高温高压，不利于工业化生产应用。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种异烷烯氧基硅烷的制备方法，该方法制备的异烷烯氧基硅烷品质稳定、收率高、成本相对低廉，且工艺简单，有利于工业化生产。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种异烷烯氧基硅烷的制备方法，其包括如下步骤：S1：在反应釜内投入烷基酮、缚酸剂和催化剂，烷基酮、缚酸剂和催化剂的质量比为1000:1090:1～5，边搅拌边加热至釜温为40℃；S2：保持釜温为20℃～60℃，向反应釜内滴加氯硅烷，20min～40min滴完，氯硅烷滴加完后保温回流反应，直至反应釜内异烷烯氧基硅烷含量大于30％，密闭过滤叔胺盐酸盐固体，得到第一滤液；常压下蒸馏第一滤液，回收未反应的烷基酮和缚酸剂，得到第一母液；S3：向第一母液中加入固体石蜡和氯离子中和剂，保持釜温为40℃～60℃，反应时间为1h～3h，进而在釜温为35℃～40℃条件下过滤，得到第二滤液；S4：减压精馏第二滤液得到异烷烯氧基硅烷，精馏温度为124℃～126℃，压强为0.0130MPa～0.0140MPa。进一步地，氯硅烷为甲基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、二甲基乙烯基氯硅烷和四氯硅烷中的一种。进一步地，烷基酮为丙酮、丁酮和戊酮中的一种。进一步地，催化剂为氯化锌、氯化镍、氯化铜、氯化亚铜和氯化亚锡中的一种或多种。进一步地，缚酸剂为三乙胺、三丙胺、三丁胺、十二烷基二甲基胺和十六烷基二甲胺中的一种或多种。进一步地，固体石蜡为粗石蜡、半精炼石蜡和全精炼石蜡中的一种或多种。进一步地，氯离子中和剂为硬脂酸锌、硬脂酸钾、硬脂酸钙和硬脂酸钠中的一种或多种。进一步地，丙酮、缚酸剂和氯硅烷的总质量与固体石蜡的质量比为1：0.05～0.1，丙酮、缚酸剂和氯硅烷的总质量与氯离子中和剂的质量比为1：0.01～0.1。进一步地，氯硅烷与催化剂的质量比为1：0.001～0.005。进一步地，S2中回流反应温度为50℃～70℃。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术采用氯硅烷与烷基酮为原料，通过烷基酮的异构化醇解酯交换法制备高的异烷烯氧基硅烷，其工艺路线简便，原料价廉易得，一步反应即可获得目标产物，安全性高，有利于工业化生产，同时叔胺盐可回收利用，对环境不产生任何影响，异烷烯氧基硅烷纯度达94％以上，收率高于63％。(2)本专利技术采用烷基酮既是底物也用作反应的溶剂，避免使用有毒溶剂，同时，反应中为反应完的烷基酮和缚酸剂可以重复利用，降低了制备成本。(3)本专利技术提供的制备方法，抛弃传统的高温高压反应条件，制备的异烷烯氧基硅烷产品稳定、不易变色，不含异味，同时反应时间短。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。本专利技术实施例提供一种异烷烯氧基硅烷的制备方法，其包括如下步骤：S1：在反应釜内投入烷基酮、缚酸剂和催化剂，烷基酮、缚酸剂和催化剂的质量比为1000:1090:1～5，边搅拌边加热至釜温为40℃；S2：保持釜温为20℃～60℃，向反应釜内滴加氯硅烷，20min～40min滴完，氯硅烷滴加完后保温回流反应，直至反应釜内异烷烯氧基硅烷含量大于30％，密闭过滤叔胺盐酸盐固体，得到第一滤液；常压下蒸馏第一滤液，回收未反应的烷基酮和缚酸剂，得到第一母液；S3：向第一母液中加入固体石蜡和氯离子中和剂，保持釜温为40℃～60℃，反应时间为1h～3h，进而在釜温为35℃～40℃条件下过滤，得到第二滤液；S4：减压精馏第二滤液得到异烷烯氧基硅烷，精馏温度为124℃～126℃，压强为0.0130MPa～0.0140MPa。S2中优选通过气相色谱法分析反应釜内异烷烯氧基硅烷含量是否大于30％，当然了，其他的常用分析方法也可以。S3中得到的烷基酮和缚酸剂可以回收利用，用作下一次的原料。氯硅烷为甲基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、二甲基乙烯基氯硅烷和四氯硅烷中的一种。烷基酮为丙酮、丁酮和戊酮中的一种。催化剂为金属氯化物，具体为氯化锌、氯化镍、氯化铜、氯化亚铜和氯化亚锡中的一种或多种。优选采用氯化锌和氯化亚铜。缚酸剂为叔胺，具体的为三乙胺、三丙胺、三丁胺、十二烷基二甲基胺和十六烷基二甲胺中的一种或多种。优选采用三丙胺。固体石蜡为粗石蜡、半精炼石蜡和全精炼石蜡中的一种或多种。其作用机理在于负载吸附反应过程中叔胺盐，可显著降低粘度，有利于反应传质。氯离子中和剂为硬脂酸盐，具体的，氯离子中和剂为硬脂酸锌、硬脂酸钾、硬脂酸钙和硬脂酸钠中的一种或多种。优选采用硬脂酸锌，更优选地，选择邻苯二甲酰亚胺钾盐，可高效处理产品中溶解的叔胺，避免异烷烯氧基硅烷出现不稳定、易变色以及有异味缺陷。丙酮、缚酸剂和氯硅烷的总质量与固体石蜡的质量比为1：0.05～0.1，丙酮、缚酸剂和氯硅烷的总质量与氯离子中和剂的质量比为1：0.01～0.1。氯硅烷与催化剂的质量比为1：0.001～0.005。S2中回流反应温度为50℃～70℃。以下结合13个实施例和1个比较例对本专利技术作进一步详细说明，比较例采用现有制备方案制备。实施实例1本实施例提供一种异烷烯氧基硅烷的制备方法，其包括如下步骤：S1：向反应釜中一次性投入224g丙酮、224g三乙胺和0.224g氯化亚铜，边搅拌边加热至釜温为40℃；S2：保持釜温为20℃～60℃，向反应釜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异烷烯氧基硅烷的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1：在反应釜内投入烷基酮、缚酸剂和催化剂，烷基酮、缚酸剂和催化剂的质量比为1000:1090:1～5，边搅拌边加热至釜温为40℃；S2：保持釜温为20℃～60℃，向反应釜内滴加氯硅烷，20min～40min滴完，氯硅烷滴加完后保温回流反应，直至反应釜内异烷烯氧基硅烷含量大于30％，密闭过滤叔胺盐酸盐固体，得到第一滤液；常压下蒸馏第一滤液，回收未反应的烷基酮和缚酸剂，得到第一母液；S3：向第一母液中加入固体石蜡和氯离子中和剂，保持釜温为40℃～60℃，反应时间为1h～3h，进而在釜温为35℃～40℃条件下过滤，得到第二滤液；S4：减压精馏第二滤液得到异烷烯氧基硅烷，精馏温度为124℃～126℃，压强为0.0130MPa～0.0140MPa。

【技术特征摘要】
1.一种异烷烯氧基硅烷的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：S1：在反应釜内投入烷基酮、缚酸剂和催化剂，烷基酮、缚酸剂和催化剂的质量比为1000:1090:1～5，边搅拌边加热至釜温为40℃；S2：保持釜温为20℃～60℃，向反应釜内滴加氯硅烷，20min～40min滴完，氯硅烷滴加完后保温回流反应，直至反应釜内异烷烯氧基硅烷含量大于30％，密闭过滤叔胺盐酸盐固体，得到第一滤液；常压下蒸馏第一滤液，回收未反应的烷基酮和缚酸剂，得到第一母液；S3：向第一母液中加入固体石蜡和氯离子中和剂，保持釜温为40℃～60℃，反应时间为1h～3h，进而在釜温为35℃～40℃条件下过滤，得到第二滤液；S4：减压精馏第二滤液得到异烷烯氧基硅烷，精馏温度为124℃～126℃，压强为0.0130MPa～0.0140MPa。2.如权利要求1所述的异烷烯氧基硅烷的制备方法，其特征在于：氯硅烷为甲基三氯硅烷、丙基三氯硅烷、乙烯基三氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基乙烯基二氯硅烷、二甲基乙烯基氯硅烷和四氯硅烷中的一种。3.如权利要求1所述的异烷烯氧基硅烷的制备方法，其特征在于：烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯琼华，肖俊平，王成，
申请(专利权)人：湖北新蓝天新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42