一种醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法，涉及交联剂领域，该方法包括以下步骤：按质量份之比，将1000份三甲氧基硅基乙烷、1500份乙醇和1～5份催化剂加入反应釜，在温度为120℃～140℃的条件下保温搅拌，同时采集甲醇至甲醇的含量低于95％；在温度为120℃～140℃的条件下，向反应釜中通入乙醇，并在反应的同时采集甲醇乙醇的混合物，直到釜内半成品中五乙氧基甲氧基硅基乙烷的含量小于1％，得到半成品；将半成品减压精馏得到双三乙氧基硅基乙烷成品。本发明专利技术通过将双三甲氧基硅基乙烷与乙醇进行酯交换反应，相对应现有的合成方法而言，反应条件较为温和，产率较高，副产物容易分离收集和进一步使用。

Method for synthesizing alcohol based silane crosslinking agent, double ethoxy silicon based ethane

The invention discloses a method for synthesizing alcohol silane crosslinking agent double triethoxysilyl ethane, involving the crosslinking agent, the method comprises the following steps: according to the quality of the ratio will be 1000 trimethoxy ethane, 1500 ethanol and 1 to 5 portions of catalyst into the reaction kettle, the temperature 120 to 140 DEG C under the condition of stirring, the content of methanol to methanol collected at the same time less than 95%; at the temperature of 120 degrees C to 140 DEG C, ethanol is introduced into a reaction kettle, a mixture of methanol and ethanol in the reaction of the acquisition at the same time, the content of semi-finished products until the vessel in five ethoxy methoxy silicon oxide was less than 1%, semi-finished products; the semi-finished vacuum distillation by double triethoxysilyl ethane products. The double trimethoxy ethane and ethanol ester exchange reaction, corresponding terms of existing synthetic methods, relatively mild reaction conditions, high yield, easy separation of by-product collection and further use.

【技术实现步骤摘要】
一种醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法
本专利技术涉及交联剂领域，具体涉及一种醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法。
技术介绍
交联剂(cross-linkingagent)交联剂也叫固化剂、硬化剂或熟化剂，其在线型分子间起架桥作用，使多个线型分子相互键合交联成网络结构的物质，能使线型或轻度支链型的大分子转变成三维网状结构，能够提高产品的强度、耐热性、耐磨性、光学性能、工艺加工性能、粘合性、机械强度、尺寸稳定性、耐溶剂性等性能，主要用于高分子材料(橡胶、热固性树脂、热塑塑料凳)中，可用于发泡或不发泡制品、聚丙烯酸酯、聚烷基丙烯酸酯、环氧树酯、DAP(聚苯二甲酸二烯丙酯)树酯等的改性；另外还可以用作光固化涂料、光致抗蚀剂、阻燃剂和阻燃交联剂等的中间体。醇性交联剂是一种应用较广泛的交联剂，目前主要采用乙烯基三甲氧基硅烷合成，由于合成过程中，会产生大量的双三甲氧基硅基乙烷副产物，且醇性交联剂在使用时，会产生大量的甲醇，污染环境，限制了醇性交联剂的使用。目前使用较多的醇性交联剂是使用双三乙氧基硅基乙烷与乙醇进行交换反应得到的，反应方程式如下：C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O但是该反应不仅活性较高，反应较剧烈，且会产生大量的氯化氢气体，由于氯化氢气体具有较高的酸性，直接排放会污染环境，回收利用的成本较高，导致其生产受到较大的限制。且在上述反应中，水会导致双三氯基硅基乙烷、双三甲氧基硅基乙烷水解生成硅氧烷聚合物，导致反应收率降低。
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醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法，能够避免污染环境，提高反应收率。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法，包括以下步骤：S1、按质量份之比，将1000份三甲氧基硅基乙烷、1500份乙醇和1～5份催化剂加入反应釜，在温度为120℃～140℃的条件下保温搅拌，同时采集甲醇至甲醇的含量低于95％；S2、在温度为120℃～140℃的条件下，向反应釜中通入乙醇，并在反应的同时采集甲醇乙醇的混合物，直到釜内半成品中五乙氧基甲氧基硅基乙烷的含量小于1％，得到半成品；S3、将半成品减压精馏得到双三乙氧基硅基乙烷成品。在上述技术方案的基础上，所述催化剂为强酸、强酸盐、强碱或强碱盐。在上述技术方案的基础上，所述催化剂为强碱盐。在上述技术方案的基础上，当所述催化剂为强碱盐时，所述催化剂的添加量为三甲氧基硅基乙烷的3‰。在上述技术方案的基础上，当所述催化剂为强碱盐时，所述反应温度为130±2℃。在上述技术方案的基础上，所述且双三乙氧基硅基乙烷成品中，双三乙氧基硅基乙烷的含量大于98％。在上述技术方案的基础上，所述精馏的尾渣可以作为催化剂循环使用。在上述技术方案的基础上，所述合成方法的化学反应式为：在上述技术方案的基础上，所述反应原料为乙烯基三甲氧基硅烷的副产物，所述乙烯基三甲氧基硅烷的反应式为：与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术中的一种醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法，反应物来自于乙烯基三甲氧基硅烷的副产物双三甲氧基硅基乙烷，双三甲氧基硅基乙烷水解后能够与金属或无极材料表面的羟基形成牢固的共价键，且不易水解，通常用作无极材料或金属的表面涂层，但是双三甲氧基硅基乙烷在水解时会释放出甲醇，污染环境，且双三甲氧基硅基乙烷本身的价格较为低廉，经济价值较低。本专利技术通过将双三甲氧基硅基乙烷与乙醇进行酯交换反应，生产价值更高，应用前景更好且环境友好的双三乙氧基硅基乙烷，且反应过程中的高纯度甲醇不会腐蚀反应釜，且能够被有效收集，不仅不会污染环境，还能够作为高质量的工业原料使用。(2)本专利技术中的一种醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法，反应温度为120～140℃，条件较为温和，且得到的双三乙氧基硅基乙烷成品中双三乙氧基硅基乙烷的含量大于98％，纯度较高，同时产率较高；精馏后的尾渣能够作为催化剂直接用于循环反应，没有原料被浪费，反应过程绿色环保。具体实施方式以下结合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醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法，包括以下步骤：S1、按质量份之比，将1000份三甲氧基硅基乙烷、1500份乙醇和1～5份催化剂加入反应釜，在温度为120℃～140℃的条件下保温搅拌，并蒸出甲醇至反应塔顶部的甲醇含量低于95％。S2、在温度为120℃～140℃的条件下，从反应釜底部通入乙醇反应，并在反应的同时采集甲醇乙醇的混合物，直到釜内半成品中五乙氧基甲氧基硅基乙烷的含量小于1％，得到半成品。S3、将半成品减压精馏至少72h得到双三乙氧基硅基乙烷成品，且双三乙氧基硅基乙烷成品中双三乙氧基硅基乙烷的含量大于98％，减压精馏的尾渣可以当催化剂循环使用。本专利技术实施例中的催化剂选用强酸、强酸盐、强碱或强碱盐，优选强碱盐，催化剂为强碱盐时，其添加比例为3‰，反应温度为130±2℃。主要的化学反应方程式为：其中，本专利技术中的反应物来自于乙烯基三甲氧基硅烷的副产物，乙烯基三甲氧基硅烷是目前市场上使用量较大的硅烷偶联剂，其生产反应方程式为：副产物双三甲氧基硅基乙烷水解后能够与金属或无极材料表面的羟基形成牢固的共价键，且不易水解，通常用作无极材料或金属的表面涂层，但是双三甲氧基硅基乙烷在水解时会释放出甲醇，污染环境，且双三甲氧基硅基乙烷本身的价格较为低廉，经济价值较低。本专利技术通过将双三甲氧基硅基乙烷与乙醇进行酯交换反应，生产价值更高，应用前景更好且环境友好的双三乙氧基硅基乙烷。且该反应相对应现有的合成方法而言，反应条件较为温和，产率较高，副产物容易分离收集和进一步使用。下面通过7个具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例1：向2000ml四口且带有1米高填料塔的烧瓶中投入双三甲氧基硅基乙烷540g、无水乙醇810g和强碱盐类催化剂1.62g，边搅拌边加热，随着温度的升高，塔顶会有回流，控制回流温度，当塔顶温度为64.5℃时开始采集甲醇75g，同时检测甲醇的纯度。当甲醇纯度低于95％时，采集甲乙醇混合物并使用高位滴液漏斗开始向烧瓶底部持续缓慢通入无水乙醇，持续升温至130℃反应，直到取样分析五乙氧基甲氧基硅基乙烷的含量小于1％时停止加热，得到半成品815g，甲乙醇混合物1200g(GC色谱分析甲醇含量9.5％、乙醇90.5％)，将半成品冷却至常温后进行精馏，收集150～160℃(10pa)的馏分679g，GC色谱分析主含量98.2％，精馏尾渣32g，直接用作下一次合成的催化剂，从投料反应到出产品耗时70h。在本实例中，理论上应该得到产品708g，实际上得到679g成品和尾渣32g，共711g，理论值与实际值之差为3g，多余的部分与添加的催化剂以及反应过程中产品自身水解有关。本实施例中甲醇的理论值为192g，实际回收185g，回收率为98.4％。实施例2：本实施例中除了催化剂使用实施例1中的32g尾渣外，其他条件均与实施例1相同，本实施例得到成品700g，精馏尾渣35g。实施例3本实施例除了反应温度为100℃外，其他条件均与实施例1相同，反应中除了反应时间延长至150h外，其他结果均与实施例1相同。实施例4本实施例中，除了反应温度为140℃外，其他反应条本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按质量份之比，将1000份三甲氧基硅基乙烷、1500份乙醇和1～5份催化剂加入反应釜，在温度为120℃～140℃的条件下保温搅拌，同时采集甲醇至甲醇的含量低于95％；S2、在温度为120℃～140℃的条件下，向反应釜中通入乙醇，并在反应的同时采集甲醇乙醇的混合物，直到釜内半成品中五乙氧基甲氧基硅基乙烷的含量小于1％，得到半成品；S3、将半成品减压精馏得到双三乙氧基硅基乙烷成品。

【技术特征摘要】
1.一种醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、按质量份之比，将1000份三甲氧基硅基乙烷、1500份乙醇和1～5份催化剂加入反应釜，在温度为120℃～140℃的条件下保温搅拌，同时采集甲醇至甲醇的含量低于95％；S2、在温度为120℃～140℃的条件下，向反应釜中通入乙醇，并在反应的同时采集甲醇乙醇的混合物，直到釜内半成品中五乙氧基甲氧基硅基乙烷的含量小于1％，得到半成品；S3、将半成品减压精馏得到双三乙氧基硅基乙烷成品。2.如权利要求1所述的一种醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法，其特征在于：所述催化剂为强酸、强酸盐、强碱或强碱盐。3.如权利要求2所述的一种醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方法，其特征在于：所述催化剂为强碱盐。4.如权利要求2所述的一种醇性硅烷交联剂双三乙氧基硅基乙烷的合成方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成，肖俊平，冯琼华，
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