一种二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的合成方法技术

本发明专利技术涉及一种二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的合成方法，属化工合成领域。本发明专利技术先以四氯化硅、冰乙酸混合升温酰化，生成四乙酰氧基硅烷，然后在过量冰乙酸为溶剂的情况下，低温滴加定量叔丁醇进行酯化反应。真空馏出副产冰乙酸得成品二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷，副产冰乙酸下批次投料套用。本发明专利技术工艺合理易于操作，产品质量稳定，同时极大地降低生产成本，适合工业化规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的合成方法
本专利技术涉及一种有机硅酸性交联剂的合成方法,属化工合成领域。
技术介绍
交联剂是单组分室温硫化硅橡胶的核心组分，能使线型基础聚合物转化成三维网络结构，形成弹性体。目前脱醋酸型硅酮胶仍占有重要的市场份额，其交联剂主要以甲基三乙酰氧基硅烷为主。而甲基三乙酰氧基硅烷常温下为固体，且难溶于聚硅氧烷，因此常与乙基三乙酰氧基硅烷、丙基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷等配合使用，改善硅橡胶性能，尤其是二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的添加可以明显提高胶粘剂的拉伸强度，扯断伸长率，撕裂强度和粘合强度，并提高产品的储存稳定性。现有合成二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的方法主要有CN1955184A公布以四氯化硅、醋酐和叔丁醇为原料，先酰化再酯化。而酰化后所得四乙酰氧基硅烷熔点110℃，需大量溶剂才能进行下步酯化反应，按专利所述难以规模生产。CN103387585A公布以四氯化硅、无水醋酸钠和叔丁醇为原料，以大量甲苯为溶剂得到目的产物。但需过滤分离大量副产氯化钠。同样难以实现规模生产。
技术实现思路
本专利技术目的在于:提供一种低成本、高品质、操作简便、适用工业规模化生产二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的合成方法。为解决现有技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的合成方法，其特征是本专利技术反应式为下：SiCl4+4CH3COOH→Si(CH3COO)4+4HCl（1）Si(CH3COO)4+2(CH3)3COH→［(CH3)3CO］2Si(CH3COO)2+2CH3COOH（2）所述合成方法包括以下步骤：A.酰化反应：将四氯化硅与过量冰乙酸室温加入反应器，搅拌下缓慢升温至60~80℃，并连续通入氮气和二氧化碳混合气体曝气，所述氮气和二氧化碳比为2:1；保温反应1~2小时，反应过程中副产HCL气体排出系统，反应完成后减压至物料PH值5~6，得到四乙酰氧基硅烷与冰乙酸混合液。B.酯化反应：补加冰乙酸，将四乙酰氧基硅烷溶解于冰乙酸中，温度控制在17~20℃，滴加计量摩尔质量数的叔丁醇，0.5~1小时滴加完毕，然后将温度控制在30~35℃，保温反应1~2小时，即得二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷。副产冰乙酸直接套用于下批次酰化反应中。作为优选，所述酰化反应温度为35~60℃，从室温升温60~80℃时间控制在3~5小时。作为优选，所述冰乙酸中，乙酸含量≥99.5%，甲酸含量≤0.10%，乙醛含量≤0.05%铁含量≤0.0001%。同现有合成工艺相比，本专利技术避免溶剂的使用，酯化后的副产冰乙酸得以回收利用，不仅操作简单，更极大地降低生产成本。与现有技术相比的优点如下:酰化反应采用价格相对低廉的冰乙酸取代酸酐、通入氮气二氧化碳混合气体，连续曝气，提高了反应效率和收率，降低了杂质干扰，使得生产成本大幅度下降。本专利技术摒弃现有工艺中有机溶剂的使用，直接以过量冰乙酸作溶剂，简化生产步骤；现有工艺中酯化反应副产冰乙酸需另行处理后出售。本专利技术无需处理，可直接套用于下批次酰化反应中，回收利用。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实例1：在反应釜中室温投入冰乙酸600公斤和四氯化硅340公斤，所述冰乙酸中，乙酸含量≥99.5%，甲酸含量≤0.10%，乙醛含量≤0.05%铁含量≤0.0001%。搅拌十分钟，水浴升温，控制时间3小时使反应器内温由35℃缓慢升至60℃，连续通入氮气和二氧化碳混合气体曝气，所述氮气和二氧化碳比为2:1；在60℃保温反应1小时，检测基本无HCL气体排出。减压蒸馏过量冰乙酸至物料PH值5~6止。此时物料大量结晶析出，补加100公斤冰乙酸使其溶解澄清，称重得618.3公斤。取样1公斤，分析物料中四乙酰氧基硅烷含量78.86%，折四乙酰氧基硅烷487.6公斤。将温度控制在17~20℃，滴加计量摩尔质量数的叔丁醇，0.5小时滴加完毕，然后将温度控制在32~33℃，保温反应2小时，常温下开始滴加叔丁醇273.8公斤，控制温度30~35℃，滴完保温反应1小时；减压蒸馏至100℃（-0.098MPa），得成品二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷523.4公斤，合并回收冰乙酸404.3公斤。实例2：反应装置同前。室温投入冰乙酸300公斤、回收冰乙酸300公斤和四氯化硅340公斤，搅拌十分钟。水浴升温，控制时间3小时使反应器内温由35℃缓慢升至60℃，连续通入氮气和二氧化碳混合气体曝气，所述氮气和二氧化碳比为2:1，在60℃保温反应1小时，检测基本无HCL气体排出。减压蒸馏过量冰乙酸至物料PH值5~6止。此时物料变浑浊或大量结晶析出，补加150公斤冰乙酸使其溶解澄清，称重得667.4公斤。取样1公斤，分析物料中四乙酰氧基硅烷含量72.85%，折四乙酰氧基硅烷486.2公斤。将温度控制在17~20℃，滴加计量摩尔质量数的叔丁醇，0.5小时滴加完毕，然后将温度控制在30~31℃，保温反应1.5小时；减压蒸馏至100℃（-0.098MPa），得成品二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷521.7公斤，合并回收冰乙酸437.8公斤。实例3：在反应釜中投入冰乙酸400公斤、回收冰乙酸800公斤和四氯化硅680公斤，搅拌十分钟。水浴升温，控制时间4小时使反应器内温由35℃缓慢升至60℃，连续通入氮气和二氧化碳混合气体曝气，所述氮气和二氧化碳比为2:1，在60℃保温反应1.5小时，检测基本无HCL气体排出。减压蒸馏过量冰乙酸至物料PH值5~6止。此时物料大量结晶析出，补加300公斤冰乙酸使其溶解澄清，称重得1352.8公斤。取样1公斤，分析物料中四乙酰氧基硅烷含量72.75%，折四乙酰氧基硅烷984.2公斤。将温度控制在17~20℃，滴加计量摩尔质量数的叔丁醇，0.8小时滴加完毕，然后将温度控制在34~35℃，保温反应1.6小时；减压蒸馏至100℃（-0.098MPa），得成品二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷1045.9公斤，合并回收冰乙酸872.2公斤。实验例：为了验证本专利技术配方及工艺对专利技术效果的影响，申请人对各种工艺参数予以对比试验，得到以下结果。试验序号原料1原料2条件1条件2效果1冰乙酸四氯化硅35℃缓慢升至60℃连续通入氮气和二氧化碳混合气体，氮气和二氧化碳比为2:1四乙酰氧基硅烷含量72—79%2冰乙酸四氯化硅60℃连续通入氮气和二氧化碳混合气体，氮气和二氧化碳比为2:1四乙酰氧基硅烷含量56-60%3冰乙酸四氯化硅35℃缓慢升至60℃连续通入氮气和二氧化碳混合气体，氮气和二氧化碳比为1.9:1四乙酰氧基硅烷含量65—67%4冰乙酸四氯化硅35℃缓慢升至60℃连续通入氮气和二氧化碳混合气体，氮气和二氧化碳比为2.1:1四乙酰氧基硅烷含量66—69%5冰乙酸四氯化硅35℃缓慢升至60℃连续通入氮气四乙酰氧基硅烷含量58—63%6冰乙酸四氯化硅35℃缓慢升至60℃连续通入二氧化碳气体四乙酰氧基硅烷含量60—66%7冰乙酸四氯化硅35℃缓慢升至60℃四乙酰氧基硅烷含量40—45%8冰乙酸四氯化硅60℃四乙酰氧基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的合成方法，其特征是所述合成方法包括以下步骤：A.酰化反应：将四氯化硅与过量冰乙酸室温加入反应器，搅拌下缓慢升温至60~80℃，并连续通入氮气和二氧化碳混合气体曝气，所述氮气和二氧化碳比为2:1；保温反应1~2小时，反应过程中副产HCL气体排出系统，反应完成后减压至物料PH值5~6，得到四乙酰氧基硅烷与冰乙酸混合液；B.酯化反应：将四乙酰氧基硅烷溶解于冰乙酸中，温度控制在17~20℃，滴加计量摩尔质量数的叔丁醇，0.5~1小时滴加完毕，然后将温度控制在30~35℃，保温反应1~2小时，即得二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷；副产冰乙酸直接套用于下批次酰化反应中。

【技术特征摘要】
1.一种二叔丁氧基二乙酰氧基硅烷的合成方法，其特征是所述合成方法包括以下步骤：A.酰化反应：将四氯化硅与过量冰乙酸室温加入反应器，搅拌下缓慢升温至60~80℃，并连续通入氮气和二氧化碳混合气体曝气，所述氮气和二氧化碳比为2:1；保温反应1~2小时，反应过程中副产HCL气体排出系统，反应完成后减压至物料PH值5~6，得到四乙酰氧基硅烷与冰乙酸混合液；B.酯化反应：将四乙酰氧基硅烷溶解于冰乙酸中，温度控制在17~20℃，滴加计量摩尔质量数的叔丁醇，0.5~1小时滴加完毕，然后将温度控制在30~35℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁发强，杨红艳，黄国辉，刘春香，
申请(专利权)人：湖北环宇化工有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42