一种高纯八甲基环四硅氧烷的合成方法技术

本发明专利技术提供了一种高纯八甲基环四硅氧烷的合成方法，包括以下步骤：S1、裂解反应；S2、减压蒸馏裂解液；S3、精馏分离；S4、重结晶提纯；S5、减压精馏溶剂。本发明专利技术通过向正十八醇中添加18

【技术实现步骤摘要】
一种高纯八甲基环四硅氧烷的合成方法


[0001]本专利技术属于硅氧烷生产
，具体涉及一种高纯八甲基环四硅氧烷的合成方法。

技术介绍

[0002]有机硅材料是近年来重要的新型化工原材料，其性能优异、功能独特、用途广泛，在航空航天、电子电器、汽车、造船、机械、医疗卫生等领域均有重要应用。
[0003]含硅物质高温分解制备石英玻璃预制棒、二氧化硅镀层均在光纤产品的生产和半导体制造过程中发挥重要作用。其中，八甲基环四硅氧烷(D4)具有气化温度不高、沉积率较高、制造技术成熟、无卤素杂质、热解产物无明显腐蚀性等优点成为外沉积的优良材料。
[0004]传统溶剂法裂解工艺将溶剂油、二氯二甲基硅烷水解产物加入裂解反应釜内裂解，反应体系粘度大，传热不均匀，副反应多，裂解可能产生一系列不同聚合度的环状产物，如六甲基环三硅氧烷(D3)、十甲基环五硅氧烷(D5)等，同时二甲基二氯硅烷中的微量杂质甲基乙烯基二氯硅烷还可能共水解产生五甲基乙基环三硅氧烷、七甲基乙基环四硅氧烷及2
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乙基
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4，4，6，6，8，8，
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六甲基环四硅氧烷等杂质，其沸点与D4、D5相接近，难以通过普通精馏除去。此外KOH溶液中的水在反应器内产生泡沫，气液夹带现象严重，使蒸发的环状混合物中含有K
+
杂质，对石英玻璃的成型有不利的影响。并且传统分离工艺中，裂解引入的K
+
会在精馏过程中进一步聚合，并析出Fe，引入新杂质，由于上述伴生水解产物和杂质的存在，制备的D4难以满足电子气体领域的应用要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高纯八甲基环四硅氧烷的合成方法，该方法能克服现有技术中排渣难度大、体系粘度高、产品金属离子含量高及其他含硅化合物难去除的问题，在正十八醇溶剂中添加18
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冠
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6添加剂，18
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冠
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6通过与K
+
形成络合物的方式，减轻了反应体系黏度，加快和提高环体收率，降低产品中杂质含量，同时减少碱的加入，减少安全隐患，降低工人劳动强度，有效改善裂解工艺。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高纯八甲基环四硅氧烷的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]S1、裂解反应：向裂解釜中加入二氯二甲基硅烷水解产物、正十八醇、18
‑
冠
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6、氢氧化钾溶液进行裂解反应；其中二氯二甲基硅烷水解产物为二氯二甲基硅烷水解得到的混合物，是可从市场直接购买得到的商品。
[0008]S2、减压蒸馏裂解液：对S1中得到的裂解反应混合物进行蒸馏，冷凝收集得到八甲基环四硅氧烷粗品；
[0009]S3、精馏提纯：使S2中得到的粗品经过脱轻塔、脱重塔脱除其中的六甲基环三硅氧烷、十甲基环五硅氧烷和十二甲基环六硅氧烷，得到八甲基环四硅氧烷初精品；
[0010]S4、重结晶提纯：往S3中得到的初精品中加入正己烷溶液作为结晶溶剂混合溶解，
混合溶解后冷却，当出现针状结晶物后将其捣碎，捣碎结晶物后静置，进行真空抽滤，得到结晶物；
[0011]S5、减压精馏溶剂：使结晶物熔化，熔化后的液体经过减压精馏塔出去残留的正己烷最终得到高纯八甲基环四硅氧烷。
[0012]优选地，所述S1中二氯二甲基硅烷水解产物、十八醇、18
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冠
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6、氢氧化钾溶液的质量比为100：(1～5)：(0.1～0.5)：10。
[0013]优选地，S1中在反应釜中水解反应的反应温度为80～150℃，反应时间2～5h，加入的氢氧化钾溶液为45～60％的氢氧化钾溶液。
[0014]优选地，所述S2中的蒸馏压力为0.05Mpa。
[0015]优选地，所述S4中加入结晶溶剂后在20～30℃条件下混合溶解，在
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15～
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5℃条件下冷却5～10min，捣碎结晶物后静置3min。
[0016]优选地，所述S5中结晶物的熔化温度为20～30℃。
[0017]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0018]1、本专利技术工艺流程设计科学合理，可操作性强，实用价值高，能有效提高获得的八甲基环四硅氧烷的纯度，有效提高经济效益，降低提纯成本投入。
[0019]2、本专利技术能克服现有技术中排渣难度大、体系粘度高、产品金属离子含量高及其他含硅化合物难去除的问题，在正十八醇溶剂中添加18
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冠
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6添加剂，18
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冠
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6通过与K
+
形成络合物的方式，减轻了反应体系黏度，加快和提高环体收率，降低产品中杂质含量，同时减少碱的加入，减少安全隐患，降低工人劳动强度，有效改善裂解工艺。
[0020]3、本专利技术利用二甲基二氯硅烷水解产物与杂质在正己烷中溶解度的显著差异，经过低温结晶，真空抽滤，实现沸点相近的五甲基乙基环三硅氧烷、七甲基乙基环四硅氧烷及2
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乙基
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4，4，6，6，8，8，
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六甲基环四硅氧烷及精馏未完全除尽的杂质的分离，得到较为纯净的结晶物。融化后的结晶物经减压精馏除去残留的正己烷，实现99.99％高纯八甲基环四硅的制备。
[0021]下面结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。
具体实施方式
[0022]实施例1
[0023]本实施例包括以下步骤：包括以下步骤：
[0024]S1、裂解反应：向10L裂解釜中以加入1kg二氯二甲基硅烷水解产物、10g正十八醇、1g18
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冠
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6、100g的45％氢氧化钾溶液，在80℃、0.01Mpa下进行裂解反应4h，得到裂解反应混合物；
[0025]S2、减压蒸馏裂解液：在0.05Mpa压力条件下对S1中得到的裂解反应混合物进行蒸馏，冷凝收集得到八甲基环四硅氧烷粗品；
[0026]S3、精馏提纯：使S2中得到的粗品经过脱轻塔、脱重塔脱除其中的六甲基环三硅氧烷、十甲基环五硅氧烷和十二甲基环六硅氧烷，得到八甲基环四硅氧烷初精品；
[0027]S4、重结晶提纯：往S3中得到的初精品中加入质量分数为15％的正己烷溶液作为结晶溶剂混合溶解，于30℃环境下混合溶解，放置在
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5℃环境下冷却10min，当出现针状结晶物后将其捣碎，捣碎结晶物后静置3min，进行真空抽滤，得到结晶物；
[0028]S5、减压精馏溶剂：将结晶物移至30℃下使结晶物熔化，熔化后的液体经过减压精馏塔出去残留的正己烷最终得到纯度为99.99％的八甲基环四硅氧烷。
[0029]实施例2
[0030]本实施例包括以下步骤：包括以下步骤：
[0031]S1、裂解反应：向10L裂解釜中以加入1kg本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高纯八甲基环四硅氧烷的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、裂解反应：向裂解釜中加入二氯二甲基硅烷水解产物、正十八醇、18
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冠
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6、氢氧化钾溶液进行裂解反应；S2、减压蒸馏裂解液：对S1中得到的裂解反应混合物进行蒸馏，冷凝收集得到八甲基环四硅氧烷粗品；S3、精馏提纯：使S2中得到的粗品经过脱轻塔、脱重塔脱除其中的六甲基环三硅氧烷、十甲基环五硅氧烷和十二甲基环六硅氧烷，得到八甲基环四硅氧烷初精品；S4、重结晶提纯：往S3中得到的初精品中加入正己烷溶液作为结晶溶剂混合溶解，混合溶解后冷却，当出现针状结晶物后将其捣碎，捣碎结晶物后静置，进行真空抽滤，得到结晶物；S5、减压精馏溶剂：使结晶物熔化，熔化后的液体经过减压精馏塔出去残留的正己烷最终得到高纯八甲基环四硅氧烷。2.根据权利要求1所述的一种高纯八甲基环四硅氧烷的合成方法，其特征在于，所述S1中二氯二甲基硅烷水...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗雪薇，周琪琪，罗智方，张周，张露露，田金金，李茹霞，
申请(专利权)人：中船邯郸派瑞特种气体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：