利用有机硅高沸物制备惰性高沸硅油的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用有机硅高沸物制备惰性高沸硅油的方法，以有机硅高沸物作为反应原料，包括水解、硅氢加成、中和、脱低脱色四个步骤；所述作为原料的有机硅高沸物是指精馏废高沸或裂解废高沸；精馏废高沸是指将有机硅高沸物预先通过精馏分离出二甲基二氯硅烷后的高沸点剩余物；裂解废高沸是指将有机硅高沸物预先经过裂解装置裂解、分离出单硅烷组分后的高沸点剩余物。本发明专利技术将以难以处理、难以利用的裂解废高沸或精馏高沸为原料，经水解、加成等反应，制得粘度可控、活性低、稳定性高的惰性高沸硅油。反应过程可控，后处理方法简单，反应装置常规，生产效率高，产品质量稳定，适合规模化工业生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高沸硅油的制备方法，具体涉及一种利用有机硅高沸物制备惰性高沸硅油的方法。
技术介绍
有机硅高沸物是甲基氯硅烷单体合成过程中产生的一种黄色、带有刺激性气味和强烈腐蚀性的高沸点氯硅烷混合物，以硅-硅键、硅-碳-硅、硅-氧-硅键为主，还含有合成反应残余的不可溶Cu、Zn、Al和少量细硅粉。有机硅高沸物的密度约为1.13g/cm3，沸程为80～215℃。随着世界有机硅工业的迅猛发展，甲基氯硅烷的产量越来越大，导致有机硅高沸物大量产出；采用直接法合成甲基氯硅烷工艺中，每合成一吨粗单体，约会产生5％～10％的高沸物。目前高沸物处理工艺复杂，商业价值低，大量积压堆库，带来了严重的环保压力和安全隐患，并造成了有效资源浪费；因此，有机硅高沸物的合理利用、以获得附加值更高的产品成为了有机单体厂迫在眉睫需要解决的问题。国内外对有机硅高沸物的综合利用进行大量的研究，主要处理方法包括裂解法和醇解法两种。一、裂解法裂解法是将高沸物高温裂解或催化裂解制备成单硅烷，但是，裂解反应条件非常苛刻。高温裂解的反应温度高达300～900℃，才能使高沸物中的硅-硅键断裂；在如此高温下，积碳现象非常严重。在这种情况下，加入催化剂来降低裂解温度的催化裂解应运而生；但是，催化裂解的催化剂用量非常大、反应成本高、选择性高，裂解过程的残余物沸点很高、成分复杂，无法处理；而且在裂解反应前，高沸物还需进行预蒸馏处理以避免催化剂中毒，反应步骤繁琐，反应条件苛刻，不利于工业化推广。二、醇解法醇解法是通过醇解反应将有机硅高沸物制成高沸硅油。与裂解法相比，醇解法具有工艺简单、反应条件温和、易于工业化的特点，因而成为有机硅高沸物利用研究领域的热点。醇解法制备高沸硅油的反应过程通常包括：(1)将有机硅高沸物与甲醇(或乙醇)混合、进行醇解反应；(2)向醇解后体系中加入尿素、助熔剂、中和剂，进行中和反应；(3)中和后反应物经过分层、过滤，得高沸硅油产品。在上述反应过程中，需要将甲基氯硅烷单体合成过程所产生有机硅高沸物预先进行精馏，将精馏得到的沸点高于二甲基二氯硅烷的馏分作为原料与有机醇进行醇解。中国专利CN101514244A、CN1249127C、CN102153752B均采用的是上述方法。但是，上述方法制备中，醇和中和剂的消耗量相当大，醇解反应不完全而导致的返酸现象不可避免，目标产物的分离有一定困难。中国专利CN101016383A公开了一种高沸硅油的生产方法，先将有机硅高沸物经催化裂解分离出高附加值的单硅烷组分，然后以剩余的高沸物残液为原料，先与甲醇发生醇解反应、再经尿素氨气中和后过滤得到高沸硅油。该制备工艺用甲醇与高沸物中氯基进行烷氧基取代，但通常情况下无法实现完全取代，而且烷氧基具有不稳定性，导致高沸硅油产品的粘度不可控，产品质量偏低，稳定性差。醇解高沸硅油，其本质上是一种组分复杂、质量难以控制的烷氧基硅烷，烷氧基具有较高的反应活性，遇水或湿气后会发生交联反应，导致硅油的粘度增加、甚至变为弹性体，严重影响其应用。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种利用有机硅高沸物制备惰性高沸硅油的方法，该制备方法反应彻底、完全、不返酸，惰性高沸硅油产品粘度均一可控、稳定性高。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种利用有机硅高沸物制备惰性高沸硅油的方法，以有机硅高沸物作为反应原料，包括水解、硅氢加成、中和、脱低脱色四个步骤。所述作为原料的有机硅高沸物是指精馏废高沸或裂解废高沸；所述精馏废高沸是指将甲基氯硅烷单体合成过程所产生的有机硅高沸物预先通过精馏分离出二甲基二氯硅烷后的高沸点剩余物；裂解废高沸是指将甲基氯硅烷单体合成过程所产生的有机硅高沸物预先经过裂解装置裂解、分离出单硅烷组分后的高沸点剩余物。所述利用有机硅高沸物制备惰性高沸硅油的方法包括以下步骤：A、水解常温下，向搅拌的水解釜中加入有机硅高沸物、不饱和底物、三甲基一氯硅烷，然后向水解釜中缓慢加水，进行水解反应；水解反应完毕后，停止搅拌、静置分层，弃去水相，水洗有机相；B、硅氢加成将洗后的有机相转入加成反应釜中，再加入贵金属催化剂，搅拌下进行加成反应；C、中和加成反应结束后，向加成反应釜中接入中和剂，搅拌下进行中和反应；静置分层后弃去水相，取有机相；D、脱低脱色将有机相在温度100℃～200℃、真空度-1000pa～-10pa条件下进行真空蒸馏脱低，收集馏分；釜底物为得到无刺激气味的浅黄色液体，将釜底物再经活性炭脱色，即得到惰性高沸硅油。所述步骤A中，不饱和底物是乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、癸烯、十二烯、十四烯、苯乙烯、异冰片烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯中的任意一种；所述有机硅高沸物：不饱和底物：三甲基一氯硅烷的投料重量比为1:0.01～10:0～1；加水量为有机硅高沸物、不饱和底物、三甲基一氯硅烷三者重量之和的0.01倍～10倍，加水时间控制在0.1h～10h；水解反应温度为0℃～60℃，加水完毕后继续搅拌1min～100min。所述步骤A中，当所用不饱和底物为液态时，直接与有机硅高沸物、三甲基一氯硅烷一起加入水解釜中进行水解反应，然后再进行加成反应；当所用不饱和底物为气态时，将步骤D真空蒸馏脱低时所产生的馏分作为水解溶剂套用，先将有机硅高沸物、三甲基一氯硅烷、水解溶剂加入水解釜中进行水解反应，然后在硅氢加成步骤中，再向加成反应釜通入气态的不饱和底物、进行加成反应；所述水解溶剂的加入重量为有机硅高沸物加入重量的30％～50％。所述步骤B中，贵金属催化剂为铂催化剂、铑催化剂或铱催化剂；硅氢加成反应温度为10℃～100℃。所述贵金属催化剂为铂催化剂，铂催化剂中的铂含量占有机相重量的1ppm～100ppm；硅氢加成反应的温度为30℃～90℃。所述步骤C中，中和剂为重量浓度为25％的氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液，中和反应温度为80℃～95℃，调节体系pH值至pH≥11，再搅拌2～4h后静置分层，分离出中性有机相。所述步骤D中，蒸馏脱低温度为120℃～170℃，真空度为-900pa～-100pa；所述活性炭脱色为常温脱色。所述惰性高沸硅油的pH为6～8，粘度为180mm2/s～250mm2/s，密度为0.86至0.97。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种利用有机硅高沸物制备惰性高沸硅油的方法，以难以处理、难以利用的裂解废高沸或精馏高沸为原料，经水解、加成等反应，制得粘度可控、活性低、稳定性高的惰性高沸硅油。反应过程可控，后处理方法简单，反应装置常规，生产效率高，产品质量稳定，适合规模化工业生产。裂解废高沸、精馏高沸是有机硅高沸物经过初步处理后的剩余物，沸点高、成分复杂，难以处理和回收利用，是有机硅高沸物再利用的最大难点。经分析确认，裂解废高沸、精馏高沸中都含有硅氢官能团。本专利技术针对硅氢官能团等活性官能团，采取一系列反应制备出一种高纯度、低活性的惰性硅油，完成了有机硅高沸物的彻底回收和转化，回收利用率极高，有效解决了有机硅高沸物所带来的环保和安全问题。本专利技术的惰性高沸硅油颜色浅、粘度低，性能与甲基硅油基本相同，可应用在多种领域。本专利技术以水解反应代替常见的醇解反应，由于水的极性大于醇的极性，使得亲核取代反应更容易进行、而且更彻底，保证废高沸中硅所连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用有机硅高沸物制备惰性高沸硅油的方法，其特征在于：以有机硅高沸物作为反应原料，包括水解、硅氢加成、中和、脱低脱色四个步骤。

【技术特征摘要】
1.一种利用有机硅高沸物制备惰性高沸硅油的方法，其特征在于：以有机硅高沸物作为反应原料，包括水解、硅氢加成、中和、脱低脱色四个步骤。2.如权利要求1所述的利用有机硅高沸物制备惰性高沸硅油的方法，其特征在于：所述作为原料的有机硅高沸物是指精馏废高沸或裂解废高沸；所述精馏废高沸是指将甲基氯硅烷单体合成过程所产生的有机硅高沸物预先通过精馏分离出二甲基二氯硅烷后的高沸点剩余物；裂解废高沸是指将甲基氯硅烷单体合成过程所产生的有机硅高沸物预先经过裂解装置裂解、分离出单硅烷组分后的高沸点剩余物。3.如权利要求2所述的利用有机硅高沸物制备惰性高沸硅油的方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：A、水解常温下，向搅拌的水解釜中加入有机硅高沸物、不饱和底物、三甲基一氯硅烷，然后向水解釜中缓慢加水，进行水解反应；水解反应完毕后，停止搅拌、静置分层，弃去水相，水洗有机相；B、硅氢加成将洗后的有机相转入加成反应釜中，再加入贵金属催化剂，搅拌下进行加成反应；C、中和加成反应结束后，向加成反应釜中接入中和剂，搅拌下进行中和反应；静置分层后弃去水相，取有机相；D、脱低脱色将有机相在温度100℃～200℃、真空度-1000pa～-10pa条件下进行真空蒸馏脱低，收集馏分；釜底物为得到无刺激气味的浅黄色液体，将釜底物经活性炭脱色，即得到惰性高沸硅油。4.如权利要求3所述的利用有机硅高沸物制备惰性高沸硅油的方法，其特征在于：所述步骤A中，不饱和底物是乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、辛烯、癸烯、十二烯、十四烯、苯乙烯、异冰片烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、醋酸乙烯酯中的任意一种；所述有机硅高沸物：不饱和底物：三甲基一氯硅烷的投料重量比为1:0.01～10:0～1；加水量为有机硅高沸物、不饱和底物、三甲基一氯硅烷三者重量之和的0.01倍～10倍，加水时间控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵向东，席先锋，杨庆红，曾鸿，王鑫，
申请(专利权)人：浙江中天氟硅材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33