一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法，本工艺方法是以有机硅单体生产副产物——甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷为原料，依次经水解、分层、水洗萃取、调聚、脱低步骤后制得甲基含氢硅油成品的生产方法，本制备方法不仅改变了以往传统间歇法生产时产品效率低、质量不稳定以及传统生产中有机溶剂的引入等缺陷，能达到节能降耗的目的，降低环境污染等特性，还具有降低生产成本、缩短生产周期、提高产品质量、增加成品收率、工业操作安全性强等诸多优势，并具有良好的工业操作性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及甲基含氢硅油的生产
，具体的说，是一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法。
技术介绍
甲基含氢硅油是硅油产品中极其重要的产品之一，它的硅氧烷主链中含有活波基团氢，活性较高，并能与多种活性基团反应，而其显著特点则是防水效果好。在实际使用过程中，甲基含氢硅油可以低温交联成膜，并在物质的表面形成防水层，用作陶瓷防污、防油、防水处理剂；可合成各种改性硅油、硅橡胶用重要中间体；可用作天然及合成纤维织物、丝绸、皮革的防水剂和柔软剂；纸张的防水、防粘剂或玻璃纤维的防水柔软剂等；当然，随着液体硅橡胶的需求量的日益增加，甲基含氢硅油由于分子中含有一定数量比较活泼的Si-H键，易发生交联反应，因此，在Pt触媒催化下，还可用作成型液体硅橡胶的交联剂以及高温混炼胶的抗黄剂等，用途十分广泛。传统的甲基含氢硅油的生产工艺包括：在反应釜中加入定量的溶剂和水，滴加定量的甲基二氯硅烷和三甲基氯硅烷单体，水解完毕后，分离油层水洗三次，加入浓硫酸调聚，反应结束后，油层水洗至中性，脱溶剂和低沸物，脱色过滤即得成品。但从目前国内的甲基含氢硅油的生产情况来看，在甲基含氢硅油的生产过程中还存在如下缺陷：（1）现有大部分的生产过程采用的都是“釜式”间歇反应式的生产工艺，容易导致产品生产效率低等问题；（2）水解反应中，采用甲苯、石油醚等溶剂作为主要溶剂，水解完毕，分离油层水洗三次，加入浓硫酸调聚，反应结束后，油层水洗至中性，脱溶剂、低沸物和脱色过滤后，即得成品，操作步骤繁琐，同时，采用甲苯、石油醚等作为溶剂，产品中难免有异味，也限制了产品的用途；（3）在后续生产过程中普遍的引入碱性溶液进入生产系统中，进而导致生产出的产品在色度、气味上低于优质产品，限制了对产品的用途，同时该工艺中产品中的氢流失也很大，产品品质很不稳定，而且生产的消耗远大于国外生产水平，这就对生产效益产生了极大的局限性。现有情况是，专利文献CN102516545B（连续化生产含氢硅油的方法，2013.08.07）、CN103554502A（无溶剂型含氢硅油及其制备方法，2014.02.05）、CN102030905B（制备无溶剂型高含氢硅油的方法，2012.10.31）、CN102643428A（制备甲基含氢硅油的方法，2012.08.22）、CN103788377A（一种连续化生产高含氢硅油的生产工艺，2014.05.14）在现有传统工艺的基础上进行了改进，首先，从生产过程进行改进，公开了一种较传统间歇式生产工艺效率更高的连续化生产方法，尤其是专利文献CN102516545B和CN102030905B，还特别披露了该连续化生产依赖的反应设备为反应釜，同时，在水解反应中还避免了甲苯、石油醚等有机溶剂的加入，有效的提高了甲基含氢硅油的产品质量；在此基础上，专利文献CN103788377A则提出了一种含氢量为1.56～1.60wt%的高含氢硅油的生产方法，但从其制备工艺来看，同样存在产品品质不稳定、生产效益低等缺陷，因此，本专利技术应运而生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法，本工艺方法是以有机硅单体生产副产物——甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷为原料，依次经水解、分层、水洗萃取、调聚、脱低步骤后制得甲基含氢硅油成品的生产方法，该生产方法可实现连续的工业化生产，且各步骤均有严格的停留时间控制，改变了以往传统间歇法生产时产品效率低、质量不稳定等缺陷，同时，也避免了传统生产中有机溶剂的引入，达到了节能降耗的目的，对降低环境污染，提高产品品质以及扩大应用领域均具有良好的促进作用。本专利技术通过下述技术方案实现：一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法，本工艺方法是以有机硅单体生产副产物为原料来生产甲基含氢硅油成品的制备方法，改变了以往传统间歇法生产时产品效率低、质量不稳定以及传统生产中有机溶剂的引入等缺陷，不仅达到节能降耗的目的，也降低了对环境的污染，同时使得产品的品质，应用领域大大提高，在本专利技术中，所述的有机硅单体生产副产物包括甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷，在本专利技术中，所述的甲基含氢硅油成品的参数指标包括：含氢量：1.50～1.66%； 粘度：10～50（25℃，mm2/s）；密度：0.950～1.015（25℃，g/cm3）；挥发份：< 3%（150℃，3h）；折光率：1.390～1.410（25℃）；酸值：0.001～0.01（mgKOH/g）。进一步的，所述的工艺方法则包括以下步骤：（a）水解：将甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷按重量比（10～60）：1的比例加入至混合釜中混合制成单体混合物，将该单体混合物、水、低沸物按重量比1:（1～5）：（0～0.5）的比例持续加入至管式反应器中进行水解回路的反应，获得酸性水解物料，反应温度为5～30℃，控制水解回路的平均停留时间为30～90min，优化为30～60min，为保证产品的洁净和高品质，水优选为去离子水作为反应液；（b）分层：将水解回路出来的酸性水解物料送入第一分层器进行分层，获得上层粗硅油和下层盐酸，所述粗硅油的含酸量为1000～3000mg/L，控制酸性水解物料在分层器中的停留时间为40～90min；（c）水洗萃取：将步骤（b）获得的粗硅油送入萃取系统，依次经水洗萃取、分层后，得到含酸量为150～500mg/L的硅油水解物，停留时间控制在50～100min；（d）调聚：将步骤（c）制得的硅油水解物送入脱水塔干燥后，获得水分含量为15～50mg/L的硅油，并送入装有催化剂的调聚器中调整硅油的平均分子量至平衡，停留时间为30～120min。（e）脱低：将上述步骤（d）获得的硅油送入预热器中进行加热，温度加热至60～100℃后，再将硅油送入脱低器中，在温度120～180℃、真空－60～－99.5Kpa下，对硅油进行脱低处理，脱低后获得甲基含氢硅油成品，该甲基含氢硅油成品为无色透明的无溶剂产品，在实际生产过程中，制得的甲基含氢硅油成品通常经冷却后送入产品罐，再装箱储存。所述的工艺方法还包括：对步骤（d）获得的硅油进行酸值平衡调节，所述的酸值平衡调节包括采用平衡试剂对调聚平衡后的硅油进行酸碱平衡调节，调整时间为30～120min，待硅油的PH值调节至6.8～7.2后，再送入预热器中完成步骤（e）的操作，由上述情况可知，本专利技术还增加了酸值平衡调节这一操作步骤，即：步骤（d）获得的硅油需经酸值平衡调节后再被送入预热器中进行加热，其优势在于：提高脱低后甲基含氢硅油成品的稳定性、产品质量以及产品含氢量等，实际使用效果良好。在本专利技术中，进行酸碱调节的平衡试剂的选用首先应考虑弱碱性试剂，以避免碱性太强引起硅油Si-H键的断裂并产生交联，为此，所述的平衡试剂为PH值为7.5～8.5的弱碱性溶液。优选的，所述的弱碱性溶液为碳酸钙溶液或碳酸氢钠溶液。为更好的实现水解步骤，所述的管式反应器内盛装有浓度为10～30%的盐酸溶液，按重量比计，所述的单体混合物与盐酸溶液的比值为（1～5）：1，在实际生产过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法，其特征在于：本工艺方法是以有机硅单体生产副产物为原料来生产甲基含氢硅油成品的制备方法，所述的有机硅单体生产副产物包括甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷，所述的甲基含氢硅油成品的参数指标包括：含氢量：1.50～1.66%； 粘度：10～50（25℃，mm2/s）；密度：0.950～1.015（25℃，g/cm3）；挥发份：< 3%（150℃，3h）；折光率：1.390～1.410（25℃）；酸值：0.001～0.01（mgKOH/g）。

【技术特征摘要】
1.一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法，其特征在于：本工艺方法是以有机硅单体生产副产物为原料来生产甲基含氢硅油成品的制备方法，所述的有机硅单体生产副产物包括甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷，所述的甲基含氢硅油成品的参数指标包括：
含氢量：1.50～1.66%； 粘度：10～50（25℃，mm2/s）；
密度：0.950～1.015（25℃，g/cm3）；挥发份：< 3%（150℃，3h）；
折光率：1.390～1.410（25℃）；酸值：0.001～0.01（mgKOH/g）。
2.根据权利要求1所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法，其特征在于：所述的工艺方法包括以下步骤：
（a）水解：将甲基二氯硅烷和三甲基一氯硅烷按重量比（10～60）：1的比例加入至混合釜中混合制成单体混合物，将该单体混合物、水、低沸物按重量比1:（1～5）：（0～0.5）的比例持续加入至管式反应器中进行水解回路的反应，获得酸性水解物料，反应温度为5～30℃，控制水解回路的平均停留时间为30～90min；
（b）分层：将水解回路出来的酸性水解物料送入第一分层器进行分层，获得上层粗硅油和下层盐酸，所述粗硅油的含酸量为1000～3000mg/L，控制酸性水解物料在分层器中的停留时间为40～90min；
（c）水洗萃取：将步骤（b）获得的粗硅油送入萃取系统，依次经水洗萃取、分层后，得到含酸量为150～500mg/L的硅油水解物，停留时间控制在50～100min；
（d）调聚：将步骤（c）制得的硅油水解物送入脱水塔干燥后，获得水分含量为15～50mg/L的硅油，并送入装有催化剂的调聚器中调整硅油的平均分子量至平衡，停留时间为30～120min；
（e）脱低：将上述步骤（d）获得的硅油送入预热器中进行加热，温度加热至60～100℃后，再将硅油送入脱低器中，在温度120～180℃、真空－60～－99.5Kpa下，对硅油进行脱低处理，脱低后获得甲基含氢硅油成品。
3.根据权利要求2所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法，其特征在于：所述的工艺方法还包括：对步骤（d）获得的硅油进行酸值平衡调节，所述的酸值平衡调节包括采用平衡试剂对调聚平衡后的硅油进行酸碱平衡调节，调整时间为30～120min，待硅油的PH值调节至6.8～7.2后，再送入预热器中完成步骤（e）的操作。
4.根据权利要求3所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法，其特征在于：所述的平衡试剂为PH值为7.5～8.5的弱碱性试剂。
5.根据权利要求4所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法，其特征在于：所述的弱碱性溶液为碳酸钙溶液或碳酸氢钠溶液。
6.根据权利要求2或3任一项所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法，其特征在于：所述的管式反应器内盛装有浓度为10～30%的盐酸溶液，按重量比计，所述的单体混合物与盐酸溶液的比值为（1～5）：1。
7.根据权利要求2或3任一项所述的一种无溶剂连续生产甲基含氢硅油的工艺方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘皓，张杰，周家发，郎宏波，
申请(专利权)人：成都博达爱福科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51