一种甲基二甲氧基含氢硅烷的制备方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种甲基二甲氧基含氢硅烷的制备方法。该制备方法是通过甲基二氯硅烷蒸汽与甲醇在碱性条件下发生低温醇解反应实现。本发明专利技术解决了现有醇解法制备甲基二甲氧基含氢硅烷工艺存在的大量氯化氢气体和副产产生的问题，减少制备成本的同时提高了产品质量，满足了下游产品的使用要求；获得的甲基二甲氧基含氢硅烷的摩尔收率在90％以上，经过精馏后产品甲基二甲氧基氢硅烷含量超过97％(GC)，产品pH为6～7左右，总氯量在50ppm以下。适用于工业化生产，目前已经通过中试试验。目前已经通过中试试验。目前已经通过中试试验。

【技术实现步骤摘要】
一种甲基二甲氧基含氢硅烷的制备方法及系统


[0001]本专利技术涉及有机硅中间体制备
，具体涉及一种甲基二甲氧基含氢硅烷的制备方法及系统。

技术介绍

[0002]甲基二甲氧基含氢硅烷是一种重要的有机硅中间体。由于含有可水解的硅甲氧基，且水解速度适中，因此可实现深层固化，是一种性能优良的封端剂，也是制备含氢硅油、加成型硅橡胶及硅树脂等的重要原料，并能改善许多共聚物的物理化学性能。它同时含有活泼的硅氢键，在铂、锗、铱等催化剂作用下，通过硅氢加成反应，可引入不同的官能团，得到各种硅烷偶联剂。
[0003]根据文献报道，目前甲基二甲氧基含氢硅烷在国外已经成功实现工业化生产，但是未知其具体工艺。国内对于甲基二甲氧基含氢硅烷的制备大多数处于实验室探究阶段，具体分为以下几种：
[0004]第一种制备方法为醇解法，即通过甲基二氯硅烷与甲醇发生醇解反应制得。该方法反应条件简单，成本较低。然而，在醇解过程中有大量的氯化氢气体产生，在氯化氢气体的存在下，硅氢键易断裂，同时未及时排出的氯化氢气体与甲醇生成的少量水会导致原料和产物发生水解、缩聚等一系列的副反应，使目标产物收率降低，且产品纯度不高。
[0005]第二种为解聚法，如专利号为EP 102061的专利介绍，含氢硅油与甲基三甲氧基硅烷在四丁氧基锆催化下于100～200℃混料反应约3h，反应过程中将产物迅速馏出以抑制副反应，收集60～61℃馏分即为甲基二甲氧基含氢硅烷产品。此法工艺简单，无腐蚀性物质产生，且收率能达到86％，但反应会产生大量难以处理的高沸物，且有少量甲醇副产难以与产品彻底分离，导致纯度的提升一直是个难题；同时由于是高温反应，能耗大也是不可忽视的问题，因此工业化生产意义不大。
[0006]第三种为基团交换法，如专利号为CN 02139223的专利介绍，使甲基二氯硅烷与甲基三甲氧基硅烷在反应器中充分接触，反应温度30～120℃，得到主产物甲基二甲氧基含氢硅烷及甲基二甲氧基氯硅烷等副产物，再通过连续分离收集甲基二甲氧基含氢硅烷成品。此法工艺相对简单，成本也不高，但反应过程中不可避免会产生甲基甲氧基氯硅烷、甲基二甲氧基氯硅烷等副产物，造成产品分离困难、收率较低等问题，难以投入工业化生产。
[0007]针对目前甲基二甲氧基含氢硅烷合成工艺存在的许多问题，有必要开展进一步细致研究以解决现有合成工艺的不足，并以实现工业化生产为最终目标。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术提供一种甲基二甲氧基含氢硅烷的制备方法及系统，不但可以解决现有合成工艺的不足，还能实现工业化生产。
[0009]本专利技术的技术方案为：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种甲基二甲氧基含氢硅烷的制备方法，是通过甲基二氯
硅烷蒸汽与甲醇在碱性条件下发生低温醇解反应实现。
[0011]进一步地，所述制备方法包括：
[0012]步骤1：将甲醇、碱和溶剂一混合均匀得到甲醇溶液；
[0013]步骤2：将甲基二氯硅烷和溶剂二混合均匀后加热产生甲基二氯硅烷的混合蒸汽；
[0014]步骤3：将所述甲醇溶液从上端引入填料柱中，同时从填料柱下端引入甲基二氯硅烷的混合蒸汽进行低温醇解反应；
[0015]步骤4：反应结束后收集反应液，加入中和剂将反应液pH调至6～7，再进行蒸馏提纯，即得。
[0016]可选地，所述溶剂一为甲苯、对二甲苯、二甲基亚砜中的至少一种。
[0017]进一步地，所述溶剂二为正戊烷或者石油醚。
[0018]进一步地，所述碱为醇钠或者醇钾。
[0019]优选的，所述碱为甲醇钠。
[0020]进一步优选地，所述醇解反应的控制条件为：甲醇与甲基二氯硅烷的摩尔配比为(2～3):1，甲醇与甲醇钠的质量比为1:(0.05～0.10)，通过氮气将甲基二氯硅烷的混合蒸汽引入填料柱中，填料柱内的反应温度为
‑
10～10℃。
[0021]进一步地，所述制备方法还包括将所述醇解反应过程中产生的废气引入废气处理装置，将其中的氯化氢转变为氯盐。
[0022]第二方面，本专利技术提供一种甲基二甲氧基含氢硅烷的制备系统，包括低温填料柱、滴加装置、甲基二氯硅烷蒸汽发生器和产品接收装置，所述低温填料柱设有夹套，所述夹套上设有进液口和出液口，所述夹套内装载循环冷冻液；所述低温填料柱顶部连通所述滴加装置，所述低温填料柱底部分别连通所述甲基二氯硅烷蒸汽发生器和所述产品接收装置。
[0023]进一步地，所述低温填料柱内的填料为玻璃材质。
[0024]进一步地，所述制备系统还包括冷凝装置，所述冷凝装置与所述低温填料柱顶部连通，所述冷凝装置还与废气处理装置相连。
[0025]本专利技术的反应方程式如下：
[0026]CH3HSiCl2+CH3OH
→
CH3HSi(OCH3)Cl+HCl
↑ꢀꢀꢀ
(式1
‑
1)
[0027]CH3HSi(OCH3)Cl+CH3OH
→
CH3HSi(OCH3)2+HCl
↑ꢀꢀꢀ
(式1
‑
2)
[0028]其主要副反应如下所示：
[0029]CH3HSi(OCH3)2+CH3OH
→
CH3Si(OCH3)3+H2↑ꢀꢀꢀ
(式1
‑
3)
[0030]HCl+CH3OH
→
CH3Cl+H2O
ꢀꢀꢀ
(式1
‑
4)
[0031]本专利技术的技术优势：
[0032](1)解决了现有醇解法制备甲基二甲氧基含氢硅烷工艺存在的大量氯化氢气体和副产产生的问题，减少制备成本的同时提高了产品质量，满足了下游产品的使用要求；获得的甲基二甲氧基含氢硅烷的摩尔收率在90％以上，同时经过精馏后产品甲基二甲氧基氢硅烷含量达到97％以上(GC)。产品pH为6～7左右，总氯量在50ppm以下。
[0033](2)适用于工业化生产，目前已经通过中试试验，详见具体实施例中的各项试验数据。
附图说明
[0034]图1为本专利技术实施例1
‑
3中进行实验室小试试验的试验装置图，其中，1
‑
低温填料柱，2
‑
滴加装置，3
‑
加热装置，4
‑
产品接收装置，5
‑
三通接头，6
‑
冷凝装置，7
‑
甲基二氯硅烷蒸汽发生瓶，8
‑
温度计，进液口9，出液口10。
[0035]图2为本专利技术实施例4
‑
5进行实验室小试放大试验采用的填料柱的实物图。
[0036]图3为本专利技术对比例1中进行实验室小试试验的试验装置图，其中，2
’‑
滴加装置，3
’‑
加热装置，4
’‑
产品接收装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲基二甲氧基含氢硅烷的制备方法，其特征在于：是通过甲基二氯硅烷蒸汽与甲醇在碱性条件下发生低温醇解反应实现。2.根据权利要求1所述的一种甲基二甲氧基含氢硅烷的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括：步骤1：将甲醇、碱和溶剂一混合均匀得到甲醇溶液；步骤2：将甲基二氯硅烷和溶剂二混合均匀后加热产生甲基二氯硅烷的混合蒸汽；步骤3：将所述甲醇溶液从上端引入填料柱中，同时从填料柱下端引入甲基二氯硅烷的混合蒸汽进行低温醇解反应；步骤4：反应结束后收集反应液，加入中和剂将反应液pH调至6～7，再进行蒸馏提纯，即得。3.根据权利要求1所述的一种甲基二甲氧基含氢硅烷的制备方法，其特征在于：所述溶剂一为甲苯、对二甲苯、二甲基亚砜中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种甲基二甲氧基含氢硅烷的制备方法，其特征在于：所述溶剂二为正戊烷或者石油醚。5.根据权利要求1所述的一种甲基二甲氧基含氢硅烷的制备方法，其特征在于：所述碱为醇钠或者醇钾。6.根据权利要求1或5所述的一种甲基二甲氧基含氢硅烷的制备方法，其特征在于：所述碱为甲醇钠。7.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱宝成，王马济世，余江，高洪军，纪秀俊，
申请(专利权)人：浙江皇马尚宜新材料有限公司浙江绿科安化学有限公司浙江皇马特种表面活性剂研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：