一种氯硅烷醇解除酸剂及其再生方法技术

本发明专利技术公开了一种氯硅烷醇解除酸剂及其再生方法，其特征在于：在-10~130℃的条件下，预先在反应器内加入取代剂和除酸剂，逐渐加入氯代硅烷，醇解反应结束后，过滤分离出的液相经精馏得到硅烷成品和过量的取代剂，过量的取代剂循环使用，过滤分离出的除酸剂经再生后循环使用。采用本工艺制备硅烷的收率≥95%，除酸剂的回收率≥95%。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机硅
，涉及一种硅烷偶联剂的制备工艺。
技术介绍
1863年，法国化学家弗里德尔及克拉夫茨从SiCl4与ZnEt2出发，在160℃下的封管中反应，制得了第一个含Si-C键的有机硅化合物SiEt4。1965年以后，各工业发达国家的有机硅开发研究，工业生产及推广应用已进入全面发展的新阶段。有机烷氧基硅烷是有机硅家族中的一个重要组成成员。有机烷氧基硅烷的中间体中含有两个化学性质截然不同的基团，这两个基团可以分别和有机物、无机物紧密结合，成为有机物与无机物之间的“桥梁”，因而被广泛用作无机填料表面改性剂、涂料改性剂以及多种树脂改性剂等。有机烷氧基硅烷的结构通式为≡Si-O-R，其中-R为可水解基团，包括Me、Et、C2H4OCH3、Ac等，最常见的为甲基、乙基。有机氯硅烷的醇解反应是制备有机烷氧基硅烷类偶联剂的主要方法之一，其主反应通式如下：≡Si-Cl+ROH—→≡Si-O-R+HCl，但是在醇解过程中，产生的HCl会与取代剂发生取代反应生成水，在酸性条件下，有机硅烷则迅速发生水解而聚合，形成连锁反应，严重影响产品的收率，甚至不能得到产品。目前，国内外的厂家和研究人员通过物理脱除法、化学脱除法来脱除反应产生的HCl。物理脱除法是指通过使用抽真空、惰性气体驱赶等方法将反应产生的HCl带出反应体系，以减少副反应的发生；化学脱除法主要有三种：⑴以醇钠等为取代剂，能有效地降低甚至避免副反应的发生，能显著提高产品收率，但是使用醇钠生产成本高；⑵在反应体系中加入PhNMe2、NR3、C5H5N、C9H7N、(H2N)2CO、HC(OR)等碱性物质中和反应产生的HCl，但是上述物质生成的盐酸盐存在溶于醇解溶剂不好分离或难于再生循环使用的问题，部分物质如NH3与有机硅烷发生取代反应，影响选择性；⑶使用弱碱性离子交换树脂或活性炭吸附，并与物理脱除法结合，也取得了良好的效果。但是弱碱性离子交换树脂和活性炭与HCl反应速度较慢，不能及时除去反应生成的HCl而抑制水解的发生。本专利技术提供一种新型的氯硅烷醇解除酸剂及其再生方法，聚苯胺为一种共轭高分子材料，其结构单元中的氧化单元结构能与质子酸迅速结合形成一种稳定的结构。在醇解工艺中，聚苯胺在反应体系中以悬浮的固态形式存在，形成一种浆态，能与新生成的HCl迅速反应生成掺杂态聚苯胺而将HCl脱除，避免HCl与取代剂甲醇或乙醇反应生成水和氯烷。反应结束后，将聚苯胺与硅烷过滤分离，经醇洗脱除附着在聚苯胺表面的硅烷，通过氨水、NaOH等碱性水溶液浸泡，能很好地将聚苯胺中掺杂的HCl脱除，经洗涤、烘干后实现聚苯胺的循环再用。使用聚苯胺为除酸剂，能提高氯硅烷醇解工艺中的得率，减少副产物的生成，缓解氯硅烷醇解过程对环境造成的污染，得到经济效益和社会效益；聚苯胺与硅烷的分离及其再生工艺简单，避免其它除酸剂的带来的繁琐的分离和再生问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种新型的氯硅烷醇解除酸剂及其再生方法，以解决目前氯硅烷醇解工艺中HCl不能及时脱除而导致副反应增多，影响产品收率和纯度的问题。聚苯胺为一种共轭高分子，结构稳定，在反应体系中以悬浮的固态形式存在，形成一种浆态，能与酸迅速结合形成掺杂态聚苯胺，达到除酸的目的；掺杂态聚苯胺在强碱条件下，又能较好的脱除掺杂其中的酸而形成本征态聚苯胺，实现除酸剂的再生。本专利技术通过以下方式实现：硅烷醇解除酸剂，其特征在于除酸剂为聚苯胺，其具有以下结构单元： ，其加入量（以结构单元计）与氯硅烷中氯含量的摩尔比值为0.5~5.0。本专利技术的硅烷醇解除酸剂，是在-10~130℃的条件下，往预先装有取代剂和除酸剂的反应器内加入氯硅烷进行醇解反应，反应时间2~20hr，反应结束后，过滤分离出的液相经精馏得到有机硅成品和过量的取代剂，过量的取代剂循环使用，过滤分离出的固相经醇洗后去中和再生处理得到除酸剂循环使用。所述的取代剂为甲醇、乙醇，其加入量与氯硅烷中氯含量的摩尔比值为1.0~5.0。所述氯硅烷为一氯硅烷或多氯硅烷。除酸剂的再生采用以下工艺：用醇洗涤除酸剂，除去除酸剂表面附着的硅烷，再将除酸剂用碱性溶液浸泡1~20hr，脱除除酸剂聚苯胺中掺杂的HCl，水洗、分离、真空干燥。除酸剂再生所使用的碱性溶液可以是氨水、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种的混合物。采用本工艺制备硅烷的收率≥95%，除酸剂的回收率≥95%。附图说明附图1为本专利技术实施例方法的流程示意图。具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术加以详细描述。以下实施例参见附图1。实施例1在反应釜内加入无水乙醇165.6g、聚苯胺1000g，控制反应温度50~55℃，逐渐加入甲基三氯硅烷149.5g，反应5hr后，过滤，液相精馏，得甲基三乙氧基硅烷175.0g，收率98.3%。分离出的固相经甲醇洗涤后用10%氨水浸泡10hr，过滤，水洗，真空干燥，聚苯胺回收率95.0%。实施例2在反应釜内加入无水乙醇110.4g、聚苯胺600g，控制反应温度55~60℃，逐渐加入二乙基二氯硅烷129.0g，反应7hr后，过滤，液相精馏，得二乙基二乙氧基硅烷169.3g，收率95.3%。分离出的固相经乙醇洗涤后用15%氨水浸泡8hr，过滤，水洗，真空干燥，聚苯胺回收率95.0%。实施例3在反应釜内加入无水甲醇115.2g、聚苯胺1000g，控制反应温度40~50℃，逐渐加入苯胺基三氯硅烷211.5g，反应6hr后，过滤，液相精馏，得苯基三甲氧基硅烷190.5g，收率96.2%。分离出的固相经乙醇洗涤后用18%KOH水溶液浸泡16hr，过滤，水洗，真空干燥，聚苯胺回收率95.0%。实施例4在反应釜内加入无水乙醇110.4g、聚苯胺600g，控制反应温度40~50℃，逐渐加入二苯二氯硅烷253.2g，反应8hr后，过滤，液相精馏，得二苯二乙氧基硅烷261.5g，收率96.0%。分离出的固相经无水乙醇洗涤后用12%NaOH水溶液浸泡11hr，过滤，水洗，真空干燥，聚苯胺回收率95.0%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅烷醇解除酸剂，其特征在于所述除酸剂为聚苯胺，其分子具备以下结构单元：，其加入量（以计）与氯硅烷中氯含量的摩尔比值为0.5~5.0。

【技术特征摘要】
1.一种硅烷醇解除酸剂，其特征在于所述除酸剂为聚苯胺，其分子具备以下结构单元： ，其加入量（以计）与氯硅烷中氯含量的摩尔比值为0.5~5.0。2.根据权利要求1所述的硅烷醇解除酸剂，其特征是在-10~130℃的条件下，往预先装有醇解取代剂和除酸剂的反应器内加入氯硅烷进行醇解反应，反应2~20hr后，过滤分离出的液相经精馏得到有机硅成品和过量的取代剂，过量的取代剂循环使用，分离出的聚苯胺去中和再生处理得到除酸剂循环。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈永平，金汉强，吴其建，金玉存，周亚芩，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，南化集团研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32