一种三甲基硅烷基胺的精制方法技术

本发明专利技术涉及一种三甲基硅烷基胺的精制方法，工业级三甲基硅烷基胺进入装有三甲基硅烷基胺提纯渗透膜的膜反应器中，温度10‑30℃，流速 1‑5BV/h，压力0.3‑0.7MPa，得到初步精制的三甲基硅烷基胺，再经精馏得到高纯度的三甲基硅烷基胺。

A refining method of three methyl silyl amine

The invention relates to a refining method of three methyl silyl amine, and industrial grade three methyl silane amine into a membrane reactor equipped with three methyl silyl amine to purify osmotic membrane, temperature 10 30 degrees, flow velocity 1 5BV/h, pressure 0.3 0.7MPa, obtained a preliminary refined three methyl silane amine, and then distillation to obtain high purity of three Methyl silyl amine.

【技术实现步骤摘要】
一种三甲基硅烷基胺的精制方法
本专利技术涉及一种硅烷基胺的纯化方法，特别是一种三甲基硅烷基胺的精制方法。
技术介绍
三甲硅烷基胺(化学分子式为N(SiH3)3，在本专利技术中简称“TSA”)是易变的、无色的、可自燃的和可容易地水解的液体，其具有-105.6℃的熔点和+52℃的沸点。含氮的硅化合物如三甲硅烷基胺是半导体工业中重要的物质。使用TSA制备氮化硅层。更特别地发现了TSA在芯片制造中作为氮化硅层或氧氮化硅层的层前体中的应用。由于其在芯片制造中的用途，重要的是能够安全、可靠、一致地以所要求的通常为高纯度的质量制备三甲硅烷基胺。CN103974958B在液相中制备三甲硅烷基胺的方法，所述方法包括将一氯甲硅烷(A或A')以在溶剂(H)中的溶液的液体形式预先装入反应器(1)中，其中所述溶剂对于一氯甲硅烷、氨和TSA是惰性的并且具有比TSA高的沸点，和将氨(B)以在溶剂(H)中的溶液形式导入所述反应器，在反应器(1)中进行反应，接着将来自反应器(1)的所得产物混合物导入和穿过过滤器单元(2)，并从所述产物混合物中分离出固体氯化铵(C)，和将来自过滤器单元(2)的滤液导入蒸馏塔(3)，在蒸馏塔(3)中将过量的一氯甲硅烷(A')通过塔顶蒸馏出、冷凝和与所述溶剂混合以液体形式输送到反应器(1)，和将气体物质(D)通过蒸馏塔(3)的塔顶排出，和将底部产物(E)输送到蒸馏塔(4)，在蒸馏塔(4)中将所述产物三甲硅烷基胺(G)通过塔顶蒸馏出并冷凝。主要靠蒸馏提纯。CN106659999A公开涉及一种在液相中制备三甲硅烷基胺的方法，其中一氯硅烷以液态形式存在于高温的溶剂中，并且一氯硅烷与化学计量过量的NH3反应。所述TSA的制备依照以下反应方程式进行：(1)3SIH3Cl+4NH3→3NH4Cl+(SiH3)3N。经蒸馏纯化的TSA的纯度高于99.5重量％。TWI585037B公开了种于液相制造三矽烷胺之方法，其特征在于(a)至少将溶解在溶剂(L)中的一氯甲矽烷(monochlorosilane,MCS)于液态在反应炉(1)内进料，其中该溶剂相对于MCS、氨(NH3)以及TSA为惰性，并具有较TSA为高的沸点，搅拌该溶液，且将该溶液的温度T设为10℃或更高，以及(b)该反应在反应炉(1)中进行，其中将相对于MCS化学计量过量的NH3引入该反应炉(1)，其中维持该温度T，以及接着(c)将该反应炉降压，压力设定为从0.5bara至0.8bara，加热该反应炉，从该反应炉(1)塔顶经由蒸馏装置(2)以气体型态输导该产物混合物(TSA,L,NH4Cl,DSA,NH3)，借由真空装置(8)将该NH3分离，在热交换器(7)中将该产物混合物(TSA,L,NH4Cl,DSA)凝结且在容器(6)中收集该产物混合物(TSA,L,NH4Cl,DSA)，以及(d)借由过滤装置(3)过滤该产物混合物，并且从该产物混合物分离固体氯化铵(NH4Cl)，并从该过滤装置(3)将滤液输导至该精馏管柱(4)，在该精馏管柱(4)中分离该滤液为DSA及混合物(TSA,L)，该DSA自塔顶分离出，且将该混合物(TSA,L)输导至精馏管柱(11)，在该精馏管柱(11)中分离溶剂(L)及TSA，该TSA自塔顶分离出，并将该溶剂再循环，或从该过滤装置(3)将该滤液输导至批次精馏管柱(4)，从该批次精馏管柱(4)塔顶将DSA分离出以及接着在塔顶将TSA分离出，并将该溶剂再循环，以及(e)从该反应炉(1)经由过滤装置(5)输导该底部产物混合物(L,NH4Cl)，并在该过滤装置(5)中分离固体氯化铵(NH4Cl)，并取得该溶剂(L)，该溶剂是在容器(9)中被收集，以及(f)将0至99%的该溶剂再循环并以溶剂(L)替换非再循环的溶剂。达到超过99.5重量%的TSA纯度。现有专利及文献技术所使用三甲基硅烷基胺经精馏处理后，三甲基硅烷基胺纯度难以超过99.99%。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种三甲基硅烷基胺的精制方法。为了解决以上技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种三甲基硅烷基胺的精制方法，包括以下步骤：(1)按重量份计，将100份均相阴离子交换膜，用5-10份甲醇清洗表面，干燥，干膜浸埋在1000-2000份丙烯基-1,3-磺酸内酯，0.0001-0.001份二甲基硅烷基(环戊二烯)(9-芴基)二氯化锆，0.01-0.1份9-十八烯酸铜，0.1-1份烯丙基辛基醚混合溶液中，N2保护，用60Coγ射线照射剂量为10-50kGy左右，辐照时间10-60分钟，将接枝膜取出，用1000-2000份四氢呋喃清洗膜的表面，干燥，得到三甲基硅烷基胺提纯渗透膜。(2)工业级三甲基硅烷基胺进入装有三甲基硅烷基胺提纯渗透膜的膜反应器中，温度10-30℃，流速1-5BV/h，得到初步精制的三甲基硅烷基胺，再经精馏得到高纯度的三甲基硅烷基胺。进一步的，膜反应器压力0.3-0.7MPa。所述的精馏，包括多级精馏和单级精馏。所述的均相阴离子交换膜，丙烯基-1,3-磺酸内酯，二甲基硅烷基(环戊二烯)(9-芴基)二氯化锆，9-十八烯酸铜均为市售产品。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：经本专利三甲基硅烷基胺提纯渗透膜通过接枝丙烯基-1,3-磺酸内酯，二甲基硅烷基(环戊二烯)(9-芴基)二氯化锆，9-十八烯酸铜以及其形成的金属配合物，可以吸附三甲基硅烷基胺中的杂质，工业级三甲基硅烷基胺经膜处理后，再经精馏即可以得到体积分数99.999%的高纯度三甲基硅烷基胺。所述的反应物均为市售产品，优选工业级产品。具体实施方式以下结合具体实施例，进一步阐明本专利技术，但这些实施例仅用于解释本专利技术，而不是用于限制本专利技术的范围。实施例中工业级三甲基硅烷基胺为市售产品，纯度95％。实施例1一种三甲基硅烷基胺的精制方法，包括以下步骤：(1)按重量份计，将100份均相阴离子交换膜，用8份甲醇清洗表面，干燥，干膜浸埋在1500份丙烯基-1,3-磺酸内酯，0.0003份二甲基硅烷基(环戊二烯)(9-芴基)二氯化锆，0.04份9-十八烯酸铜，0.1份烯丙基辛基醚混合溶液中，N2保护，用60Coγ射线照射剂量为34kGy左右，辐照时间30分钟，将接枝膜取出，用1800份四氢呋喃清洗膜的表面，干燥，得到三甲基硅烷基胺提纯渗透膜。(2)工业级三甲基硅烷基胺进入装有三甲基硅烷基胺提纯渗透膜的膜反应器中，温度22℃，流速2BV/h，膜反应器压力0.4MPa。得到初步精制的三甲基硅烷基胺，再经精馏得到高纯度的三甲基硅烷基胺。三甲基硅烷基胺纯度见表1。实施例2一种三甲基硅烷基胺的精制方法，包括以下步骤：(1)按重量份计，将100份均相阴离子交换膜，用5份甲醇清洗表面，干燥，干膜浸埋在1000份丙烯基-1,3-磺酸内酯，0.0001份二甲基硅烷基(环戊二烯)(9-芴基)二氯化锆，0.01份9-十八烯酸铜，0.4份烯丙基辛基醚混合溶液中，N2保护，用60Coγ射线照射剂量为10kGy左右，辐照时间60分钟，将接枝膜取出，用1000份四氢呋喃清洗膜的表面，干燥，得到三甲基硅烷基胺提纯渗透膜。(2)工业级三甲基硅烷基胺进入装有三甲基硅烷基胺提纯渗透膜的膜反应器中，温度10℃，流速1BV/h，膜反应器压力0.3MPa本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三甲基硅烷基胺的精制方法，其特征在于包括以下步骤：工业级三甲基硅烷基胺进入装有三甲基硅烷基胺提纯渗透膜的膜反应器中，温度10‑30℃，流速 1‑5BV/h，得到初步精制的三甲基硅烷基胺，再经精馏得到高纯度的三甲基硅烷基胺。

【技术特征摘要】
1.一种三甲基硅烷基胺的精制方法，其特征在于包括以下步骤：工业级三甲基硅烷基胺进入装有三甲基硅烷基胺提纯渗透膜的膜反应器中，温度10-30℃，流速1-5BV/h，得到初步精制的三甲基硅烷基胺，再经精馏得到高纯度的三甲基硅烷基胺。2.根据权利要求1所述的一种三甲基硅烷基胺的精制方法，其特征在于三甲基硅烷基胺提纯渗透膜的制备方法包括：按重量份计，将100份均相阴离子交换膜，用5-10份甲醇清洗表面，干燥，干膜浸埋在1000-2000份丙烯基-1,3-磺酸内酯，0.0001-0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，毛索源，张广第，张云峰，陈立峰，张晓东，
申请(专利权)人：浙江博瑞电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33