一种利用离子交换树脂生产三氟丙基硅油的方法技术

一种利用离子交换树脂生产三氟丙基硅油的方法是利用环体精馏副产物与水预处理后，取其上液油层至容器中，取1,3,5（3,3,3‑三氟丙基）三甲基环三硅氧烷容器中，开搅拌混合均匀，升温、真空条件下脱水，并在消除真空后加入封端剂，再向容器中加入催化剂，继续升温、在常压、搅拌速率200～230r/min条件下反应1～3h后，使用滤袋抽滤，测滤液转化率，并将过滤好的液料倒回三口烧瓶后升温脱低1～5h，过滤出来的树脂放入容器中密封保存。取样检测产品外观、粘度、密度、挥发分、闪点等指标。本发明专利技术生产的三氟丙基硅油工艺简单，可实现连续工业化生产，产品质量稳定，在产品转化率、粘度、密度、挥发分、闪点等指标满足指标要求。

A method for the production of three fluoro propyl silicone oil by ion exchange resin

A method of producing fluorine exchange resin three hydroxypropyl silicone oil by ion is the distillation of by-products and the ring body water after pretreatment, the liquid reservoir to the container, 1,3,5 (3,3,3 three propyl trimethyl fluoride) siloxane ring three open container, uniformly mixing, heating, vacuum dehydration conditions and, in the elimination of vacuum after adding capping agent, adding catalyst to the container, continue to heat up, under atmospheric pressure, stirring rate of 200 ~ 230r/min reaction under the conditions of 1 ~ 3H, the use of bag filter, measuring filtrate conversion rate, and the good filter liquid back into the three bottle after low temperature burn in 1 ~ 5h resin, filtered into the container sealed. Sampling and testing the product appearance, viscosity, density, volatile, flash point and other indicators. The three fluoro propyl silicone oil produced by the invention is simple in technology, and can realize continuous industrial production. The product quality is stable, and the indexes such as conversion rate, viscosity, density, volatile matter and flash point meet the requirements of the index.

【技术实现步骤摘要】
一种利用离子交换树脂生产三氟丙基硅油的方法
本专利技术属于化工有机硅生产
，具体涉及一种利用离子交换树脂生产三氟丙基硅油的方法。
技术介绍
目前，我国在新型氟硅材料领域发展较为滞后，其主要原因是有机氟单体的合成技术难度较大，各种功能性部分含氟或全氟单体仍处于试验合成研究阶段，窄分布、低分子量全氟聚烯烃及全氟聚醚等反应性先进氟单体的生产技术基本被国外公司垄断。氟硅橡胶(FVMQ)生胶以聚甲基三氟丙基硅氧烧(PMFS)为主要组成部分。PMFS是W-Si-O-Si链节为主链，硅原子上的侧基分别为三氟丙基和甲基的高分子聚合物。另外通过甲基乙烯基硅氧烷链段的引入以提高氟硅橡胶的硫化加工性能。国内外氟硅聚合物主要有三种合成方法：一是通过含氟环硅氧烷单体的开环聚合；二是通过不饱和含氟单体与聚硅氧烷间的硅氢加成反应；三是反应性含氟烃基硅烷间的缩合反应(烷氧基硅烷、氯硅烷、硅醇)。有文献报道采用碱法生产三氟丙基硅油，即采用原料D4(或D3)、D3F、封端剂MDM在碱性催化剂(如KOH/Me4NOH)条件下合成的。尽管三氟丙基硅油在国内已实现生产与销售，但在制备技术上仍然存在一些问题，如氟硅油生产规模较小，制备成本相对较高；因此，本专利技术利用离子交换树脂生产三氟丙基硅油的方法，极大地降低生产成本，且可实现规模化大生产，生产出来的硅油性能良好。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种利用离子交换树脂生产三氟丙基硅油的新方法。本专利技术提供的利用离子交换树脂生产三氟丙基硅油的新方法包括如下步骤：(A)向三口烧瓶中加入水预处理后的环体精馏副产物和D3F原料，开启搅拌升温，在80±5℃、真空度0.09MPa条件下脱水1h。环体精馏副产物来源于有机硅单体生产中环体精馏单元产生的副产物(所述的环体精馏副产物的主要成分为：10～25％线体硅氧烷、58～69％环体硅氧烷、3.5～5.8％低沸物有机组分、0.05～0.2％微量元素和机械杂质，)含一定量微量元素和机械杂质、真空度-0.06MPa条件下的沸点低于125℃的有机组分、低粘聚合物等，且有一定酸值。预处理方法中环体精馏副产物与水预处理要求：副产物：水＝1：2-3，温度控制在80～90℃，搅拌冷凝回流60min。经预处理后，副产物中的微量元素(如钾盐、铁、锰等)、机械杂质、有机轻组分和酸值均会得到大幅度的降低，外观由微黄变澄清透明。酸值(以HCl计的质量分数)由0.01％降低到0.001％。是因为微量元素、机械杂质、和酸值在处理过程中从系统中被脱除。(B)在消除真空后加入封端剂(MM)0.3％～2.2％(MM质量为水预处理后环体精馏副产物质量与原料D3F质量之和的百分比)，升温至75±5℃，向三口烧瓶中加入催化剂(加量为水预处理后环体精馏副产物质量与原料D3F质量之和的3～10％)，在常压、搅拌速度200～230r/min条件下，保温至70±10℃、反应1～3h。(C)继续升温到200±10℃进行脱除物料中的低沸物，脱低时间1～5h。(一般而言，脱低时间越长脱低效果越好)。(D)停止加热，过滤后冷却到室温得到产品。本专利技术的技术方案中，将预处理后的环体精馏副产物原料替换为DMC、D4、D5、D6、D3环体或其中两种及两种以上环体，同样也能得到不同粘度，性能优异的三氟丙基硅油产品。本专利技术还提供一种利用离子交换树脂生产三氟丙基硅油的装置，不锈钢反应釜与聚合储罐连接，聚合储罐经泵与脱低分子器连接，脱低分子器与三氟硅油储罐连接；不锈钢反应釜经管道与冷凝器连接，冷凝器与收集槽连接，收集槽与真空罐连接，真空罐设置有真空泵，收集槽顶部设置有放空管；不锈钢反应釜上设置有原料加料槽；不锈钢反应釜侧壁分别设置有导热油入口及导热油出口。本专利技术同现有技术相比其优点在于：1、采用有机硅环体精馏副产物和D3F为原料，原料易得且价格便宜，制备成本相对较低，能实现大规模化生产；2、本专利技术采用磺酸型阳离子交换树脂做催化剂，聚合反应温度低，且聚合在常压下进行，制备过程简单、安全可靠，阳离子交换树脂能长期反复使用，采用该生产技术能实现生产在密闭系统中连续稳定运行，减少外部各因素对产品质量的影响，能生产出不同粘度等性能要求的氟硅油产品。附图说明附图1为本专利技术的工艺流程图，其中：A、原料加料槽，B、不锈钢反应釜，C、聚合储罐，D、脱低分子器，E、不锈钢冷凝器，F、收集槽，G、真空缓冲罐，H、三氟硅油储罐，I、真空泵。具体实施方式实施例1取预处理后环体精馏副产物300g和D3F原料220g至1000ml三口烧瓶中(环体精馏副产物的主要成分为：22.5％线体硅氧烷、64.5％环体硅氧烷、4.4％低沸物有机组分、0.1％微量元素和机械杂质。)，开搅拌升温至80±5℃、真空度0.09MPa条件下脱水1h，并在消除真空后加入封端剂(MM质量与水预处理后环体精馏副产物质量与原料D3F质量之和的百分比，本例中MM加入4.5g)，加热升温到75±5℃，再向三口烧瓶中加入催化剂(NHD-6)，催化剂的加入量为水预处理后环体精馏副产物质量与原料D3F质量之和的5％)，在常压、搅拌速度200～230r/min、保温70±10℃条件下反应1～3h，测其转化率为83.15，继续升温到200±10℃进行脱除物料中的低沸物，脱低时间1～5h，停止加热，过滤后冷却到室温得到产品。取样检测结果为粘度(25℃，mm2/s)：314；密度(g/cm3)：1.25；挥发分％(200℃，4h)：4.73；闪点(℃)：263，外观无色半透明液体。实施例2：取预处理后环体精馏副产物300g和D3F原料220g至1000ml三口烧瓶中(环体精馏副产物的主要成分为：20％线体硅氧烷、66％环体硅氧烷、4.3％低沸物有机组分、0.05％微量元素和机械杂质。)，开搅拌升温至80±5℃、真空度0.09MPa条件下脱水1h，并在消除真空后加入封端剂(MM质量与水预处理后环体精馏副产物质量与原料D3F质量之和的百分比，本例中MM加入4.0g)，加热升温到75±5℃，再向三口烧瓶中加入催化剂(NHD-6)，催化剂的加入量为水预处理后环体精馏副产物质量与原料D3F质量之和的5％)，在常压、搅拌速度200～230r/min、保温70±10℃条件下反应1～3h，测其转化率为83.15，继续升温到200±10℃进行脱除物料中的低沸物，脱低时间1～5h，停止加热，过滤后冷却到室温得到产品。取样检测产品转化率为83.35％；粘度(25℃，mm2/s)：984；密度(g/cm3)：1.31；挥发分(％)：4.86；闪点(℃)：317，外观无色半透明液体。实施例3：取预处理后环体精馏副产物300g和D3F原料220g至1000ml三口烧瓶中(环体精馏副产物的主要成分为：12.5％线体硅氧烷、60.9％环体硅氧烷、3.5％低沸物有机组分、0.05％微量元素和机械杂质。)，开搅拌升温至80±5℃、真空度0.09MPa条件下脱水1h，并在消除真空后加入封端剂(MM质量与水预处理后环体精馏副产物质量与原料D3F质量之和的百分比，本例中MM加入4.5g)，加热升温到75±5℃，再向三口烧瓶中加入催化剂(NHD-6)，催化剂的加入量为水预处理后环体精馏副产物质量与原料D3F质量之和的10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用离子交换树脂生产三氟丙基硅油的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)向容器中加入水预处理后的环体精馏副产物和1,3,5（3,3,3‑三氟丙基）三甲基环三硅氧烷原料，开启升温搅拌，真空下脱水0.5‑2h，之后在消除真空后加入封端剂MM，加热升温，再向容器中加入催化剂，在常压、搅拌速度200～230r/min条件下内保温进行反应1～3h，使用滤袋抽滤；(2)将过滤好的液料倒回容器后升温至180‑200℃下脱低沸物1～5h，停止加温，冷却后得到三氟丙基硅油产品。

【技术特征摘要】
1.一种利用离子交换树脂生产三氟丙基硅油的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)向容器中加入水预处理后的环体精馏副产物和1,3,5（3,3,3-三氟丙基）三甲基环三硅氧烷原料，开启升温搅拌，真空下脱水0.5-2h，之后在消除真空后加入封端剂MM，加热升温，再向容器中加入催化剂，在常压、搅拌速度200～230r/min条件下内保温进行反应1～3h，使用滤袋抽滤；(2)将过滤好的液料倒回容器后升温至180-200℃下脱低沸物1～5h，停止加温，冷却后得到三氟丙基硅油产品。2.根据权利要求1所述的利用离子交换树脂生产三氟丙基硅油的方法，其特征在于，环体精馏副产物来源于有机硅单体生产中环体精馏单元产生的副产物，环体精馏副产物与水预处理要求：副产物与水的质量比为1：2-3，温度控制在80～90℃，搅拌回流60min，经预处理后，副产物中的酸值（以HCl计的质量分数）由0.01%降低到0.001%。3.根据权利要求1所述的利用离子交换树脂生产三氟丙基硅油的方法，其特征在于，环体精馏副产物的主要成分为：10～25%线体硅氧烷、58～69%环体硅氧烷、3.5～5.8%低沸物有机组分、0.05～0.2%微量元素和机械杂质。4.根据权利要求1所述的利用离子交换树脂生产三氟丙基硅油的方法，其特征在于，MM的量为水预处理后环体精馏副产物与原料D3F...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹华金，马会娟，杜宏伟，黄颜锋，张红玲，
申请(专利权)人：湖北兴瑞化工有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42