【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种锂电池电解液添加剂——三(三甲基硅基)磷酸酯的合成方法，属于化工合成。
技术介绍
1、
2、三(三甲基硅基)磷酸酯可以作为一种锂离子电池电解液成膜添加剂，有助于形成保护性的固体电解质界面(sei)膜，从而抑制电解质分解和过渡金属的溶解，其在循环过程中具有较低的阻抗增长率，使锂离子电池高电压下的循环性能得到有效提高，能够有效改善锂离子电池性能。
3、现有的三(三甲基硅基)磷酸酯的主要合成路径有以下几种方式：
4、1.cn115368404a通过三甲基氯硅烷与磷酸二氢盐在加热条件下进行反应合成三(三甲基硅基)磷酸酯，该方法会产生大量盐酸副产物，容易对设备造成腐蚀并且污染环境，或者生成大量盐酸盐沉淀在反应釜中，难以处理。另外该方法使产品中的氯离子含量增多，影响使用性能。
5、2.cn115521334b通过六甲基二硅氧烷与五氧化二磷反应，可以得到三(三甲基硅基)磷酸酯，该方法收率较高，但五氧化二磷属于高毒高危化工产品，危险性大难以操作，且容易对人体造成伤害和环境污染。
6、3.cn105949233a通过六甲基二硅氧烷和磷酸盐在加热条件下反应，精馏后得到三(三甲基硅基)磷酸酯，该方法需要的时间长，六甲基二硅氧烷的消耗量大且价格高，反应收率不高；该方法经济性差。
7、4.cn109503653a公开了一种采用三(三烃基硅基)磷酸酯的合成方法，该方法采用三烃基硅基胺和磷酸为原料反应生成三(三烃基硅基)磷酸酯，该方法需要加入大量的三烃基硅基胺，导致获得
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种三(三甲基硅基)磷酸酯的合成方法，该方法以磷酸和六甲基二硅氮烷为原料，通过微通道反应器进行反应，原料不具有危险性，反应效率高，副产物不污染环境、不腐蚀设备，后处理简单，产物收率高。
2、本专利技术具体技术方案如下：
3、一种三(三甲基硅基)磷酸酯的合成方法，该方法以不含游离水的磷酸和六甲基二硅氮烷为原料，在加热和惰性气体保护下采用微通道反应器进行反应，得到三(三甲基硅基)磷酸酯。反应式如下所示：
4、
5、进一步的，上述合成方法包括以下步骤：
6、(1)在惰性气体保护下，将不含游离水的磷酸和六甲基二硅氮烷分别加入磷酸原料罐和六甲基二硅氮烷原料罐，控制各原料罐温度为反应温度；
7、(2)控制微通道反应器的温度为反应温度，在惰性气体保护下将不含游离水的磷酸和六甲基二硅氮烷同时连续通入微通道反应器中进行反应；
8、(3)反应后的反应液从微通道反应器中流出，蒸馏提纯，得到三(三甲基硅基)磷酸酯。
9、进一步的，反应温度为45-55℃，例如45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃。
10、进一步的，不含游离水的磷酸和六甲基二硅氮烷按照1：1-1.5的摩尔比连续通入微通道反应器中。
11、进一步的，步骤(2)中，不含游离水的磷酸和六甲基二硅氮烷在微通道反应器的管道中的反应时间，也可以称之为停留时间为10-15min。通过控制不含游离水的磷酸和六甲基二硅氮烷的流速使其满足该反应时间。
12、在本专利技术某一具体实施方式中，不含游离水的磷酸的流速为2-3.5ml/min，例如2ml/min、2.5ml/min、3ml/min、3.5ml/min；六甲基二硅氮烷流速为15-20ml/min，例如15ml/min、16ml/min、17ml/min、18ml/min、19ml/min、20ml/min。
13、进一步的，步骤(1)和(2)中，惰性气体可以为氮气、氩气等常用惰性气体。
14、进一步的，步骤(2)中，惰性气体通入的速度为1-10ml/min，且通入过程中控制微通道反应器的压力为99-105kpa。
15、进一步的，不含游离水的磷酸采用磷酸水溶液脱水的方式获得。磷酸水溶液的浓度没有要求，例如质量百分含量可以为40％-95％。为了节约脱水成本，优选为浓磷酸，质量百分含量为80-85％。磷酸水溶液可以通过吸水树脂脱水、吸水分子筛脱水或蒸馏脱水的方式进行脱水。
16、进一步的，所述吸水树脂为淀粉-丙烯腈接枝聚合物、淀粉-丙烯酸接枝聚合物、纤维素-丙烯腈接枝聚合物、羧甲基纤维素交联产物、聚乙烯醇交联产物、丙烯腈-乙酸乙烯酯共聚物皂化产物、聚乙烯酸盐、甲基丙烯酸甲酯-乙酸乙烯酯共聚物皂化产物、聚乙烯醇与二丙烯酯交联产物或异丁烯-马来酸酐交替共聚物。
17、进一步的，所述吸水分子筛为3a型分子筛、4a型分子筛、5a型分子筛或13x型分子筛。
18、进一步的，优选采用减压蒸馏的方式对磷酸水溶液进行脱水。减压蒸馏时，真空度控制在300-1000pa之间，蒸馏温度为90-120℃。
19、进一步的，反应后的反应液流出微通道反应器，经过蒸馏提纯即可得到高纯度的目标产物。反应过程中产生的副产物氨气可以用水吸收制成氨水。
20、本专利技术具有以下优势：
21、1、本专利技术采用磷酸和六甲基二硅氮烷为原料，反应原料不具危险性，通过微通道反应得到目标产物。反应全过程中不产生固体，精馏提纯时不留釜残，易操作，并且减少了固废和清洗精馏釜的步骤。
22、2、反应生成的主要副产物为氨气，可制成氨水利用，副产物不污染环境，不腐蚀设备，处理简单。
23、3、本专利技术因为微通道反应器具有比表面积大、传质速率高、接触时间短、副产物少的特点，单位面积上传热、传质能力显著增强；具有更高的传热、传质效率，因此反应温度可以控制在45-55℃左右，相比于其他方法的110-130℃大大降低了反应能耗。
24、4、本专利技术原料加完后反应即结束，反应时间为10-15min，现有工艺反应时间通常在4-8h，本专利技术大大的缩短了反应时间。
25、5、本专利技术反应投料比和理论投料比一致，解决了原料投入和回用的问题，节约了成本。
26、6、本专利技术产物反应收率高、纯度高。
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1.一种三(三甲基硅基)磷酸酯的合成方法，其特征是：以不含游离水的磷酸和六甲基二硅氮烷为原料，在加热和惰性气体保护下采用微通道反应器进行反应，得到三(三甲基硅基)磷酸酯。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是包括以下步骤：
3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征是：反应温度为45-55℃。
4.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征是：不含游离水的磷酸和六甲基二硅氮烷按照1：1-1.5的摩尔比连续通入微通道反应器中。
5.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征是：步骤(2)中，不含游离水的磷酸和六甲基二硅氮烷在微通道反应器中的反应时间为10-15min。
6.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是：步骤(2)中，惰性气体通入的速度为1-10mL/min，通入过程中控制微通道反应器的压力为99-105kPa。
7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是：不含游离水的磷酸采用将磷酸水溶液用吸水树脂脱水、吸水分子筛脱水或蒸馏脱水的方式得到。
8.根据权利要求7所述的合成方法，其特征是：所
9.根据权利要求7所述的合成方法，其特征是：采用减压蒸馏的方式对磷酸水溶液进行脱水。
10.根据权利要求9所述的合成方法，其特征是：减压蒸馏时，真空度控制在300-1000Pa之间，蒸馏温度为90-120℃。
...【技术特征摘要】
1.一种三(三甲基硅基)磷酸酯的合成方法，其特征是：以不含游离水的磷酸和六甲基二硅氮烷为原料，在加热和惰性气体保护下采用微通道反应器进行反应，得到三(三甲基硅基)磷酸酯。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是包括以下步骤：
3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征是：反应温度为45-55℃。
4.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征是：不含游离水的磷酸和六甲基二硅氮烷按照1：1-1.5的摩尔比连续通入微通道反应器中。
5.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征是：步骤(2)中，不含游离水的磷酸和六甲基二硅氮烷在微通道反应器中的反应时间为10-15min。
6.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是：步骤(2)中，惰性气体通入的速度为1-10ml/min，通入过程中控制微通道反应器的压力为99-105k...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡启航，张雪，马松，刘海东，杜仪静，张宇，陈张楠，
申请(专利权)人：上海橡实化学有限公司，
类型：发明
国别省市：
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