生产有机卤代氢硅烷的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过以下来生产有机卤代氢硅烷的方法：用含卤素的化合物处理硅金属，其中所述含卤素的化合物具有选自ＲｄＳｉＸ４－ｄ（ＩＩ）和ＲＸ（ＩＩＩ）的式；组合催化剂和助催化剂与处理过的硅金属；以及使所述组合与氢气和有机卤化物接触。本发明专利技术还涉及一种通过使有机卤化物和氢气与硅金属、催化剂、助催化剂和储氢材料的组合接触来生产有机卤代氢硅烷的方法。本发明专利技术还涉及一种通过使有机卤化物和氢气与硅金属、催化剂、助催化剂和加氢催化剂的组合接触来生产有机卤代氢硅烷的方法。本发明专利技术还涉及一种通过使有机卤化物和氢气与反应物质残渣和任选的加氢催化剂接触来生产有机卤代氢硅烷的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生产有机商代氢硅烷的方法相关申请的交叉引用无。
技术介绍
硅烷用于从建筑业到自动化工业、海洋工业到体育用品业，和电子工业到航天工业的各种工业中。在这些工业中，硅烷尤其用作偶联剂、助粘剂、稳定剂、疏水剂、分散剂、去湿剂和交联剂。除了单独使用外，硅烷可以用作其它材料例如硅酮的结构单元。硅烷典型地通过通常已知为“直接方法”来商业制成。直接方法首先由Rochow介绍且后来已被改进以优化和控制由该方法生产的硅烷。一般地，直接方法涉及硅金属与有机卤化物(诸如甲基氯)在金属催化剂和助催化剂存在下的反应来生产硅烷混合物。该方法可以生产卤代硅烷、有机卤代硅烷以及有机卤代氢硅烷(organohalohydrosilane)，但由直接方法工业生产的主要的硅烷是二甲基二氯硅烷。因为所生产的主要的硅烷是二甲基二氯硅烷，所以会存在其它硅烷的短缺，因此需求控制直接方法生产二有机二卤代硅烷之外的其它硅烷的方法。本专利技术人已经找到一种生产有机卤代氢硅烷的新方法。该方法提供对直接方法的更好的控制以在一些实施方式中提供对有机卤代氢硅烷的提高的选择性、所生产的特定的有机卤代氢硅烷的增大的比，以及甲基效率的提高。专利技术简述本专利技术涉及一种通过以下来用含卤素的化合物处理硅金属，其中所述含卤素的化合物具有选自&SiX4_d(II)和RX(III)的式，其中每个R独立地是H或C1-C20烃基，X是氟代、氯代、溴代或碘代，且d是0、1、2或3 ；组合催化有效量的催化剂和助催化剂与处理过的硅金属；以及使所述组合与氢气和有机卤化物接触；条件是当含卤素的化合物是氯化氢时，硅金属不同时被氯化氢和催化剂处理。本专利技术还涉及一种通过使有机卤化物和氢气与硅金属、催化剂、助催化剂和储氢材料的组合接触来。本专利技术还涉及一种通过使有机卤化物和氢气与硅金属、催化剂、助催化剂和加氢催化剂的组合接触来。本专利技术还涉及一种通过使有机卤化物和氢气与反应物质残渣和任选的加氢催化剂接触来。专利技术详述本方法涉及生产具有通式(I)的有机卤代氢硅烷(I)RaHbSiXc其中每个R独立地是C1-C20烃基、C1-C12烃基、C1-C6烃基、乙基或甲基；X是氟代、氯代、溴代或碘代，a、b和c每个是整数1或2 ；且a+b+c = 4。式(I)包括式RH2SiX, RHSiX2和R2HSiX,其中R和X如上文所定义。式(I)的有机卤代氢硅烷的具体实例包括甲基氯二氢硅烷、甲基二氯氢硅烷、二甲基氯氢硅烷、乙基氯二氢硅烷、乙基二氯氢硅烷、二乙基氯氢硅烷、甲基溴二氢硅烷、甲基二溴氢硅烷、二甲基溴氢硅烷、甲基碘氢硅烷、甲基二碘氢硅烷、二甲基碘氢硅烷、乙基溴二氢硅烷、乙基二溴氢硅烷、二乙基溴氢硅烷、苯基氯二氢硅烷、苯基二氯氢硅烷、二苯基氯氢硅烷。本专利技术的一个实施方式涉及一种通过以下来用含卤素的化合物处理硅金属，其中所述含卤素的化合物具有选自I dSi)(4_d(II)和RX(III)的式， 其中每个R独立地是氢或C1-C20烃基、C1-C12烃基、C1-C6烃基、乙基或甲基，X是氟代、氯代、溴代或碘代，且d是0、1、2或3。接着，用处理过的硅金属与催化有效量的催化剂和助催化剂组合。然后使该组合与氢气和有机卤化物接触。然而，当含卤素的化合物是氯化氢时， 硅金属不同时被氯化氢和催化有效量的催化剂处理。本专利技术涉及一种通过用含卤素的化合物处理硅金属来。根据本专利技术的硅金属包含基于硅金属重量的至少70重量％至< 100重量％的Si ；在另一个实施方式中，硅金属包含基于硅金属重量的至少95重量％至< 100重量％的Si。在一个实施方式中，硅金属是化学级硅；在另一个实施方式中，硅金属包含基于硅金属重量的从98重量％至< 100重量％的Si ；在另一个实施方式中，硅金属包含基于硅金属重量的98 重量％至99. 99重量％的Si ；且在另一个实施方式中，硅金属包含基于硅金属重量的98重量％至99重量％的51。硅金属可以包含本领域已确认的其它元素，例如Al、Fe、Ca、Ti、Mn、 ai、Sn、Pb、Bi、Sb、Ni、Cr、Co和Cd及它们的化合物。这些其它元素中的每种通常以基于硅金属重量的0. 0005wt%至0. 6wt%存在。本领域技术人员将知道如何选择足够等级和纯度的硅金属。化学级硅是可商购的。硅金属通常是以颗粒形式。可以改变硅金属的粒度。在一个实施方式中，平均粒度为从1 μ m至200 μ m ；且在另一个实施方式中，硅金属的平均粒度为从1 μ m至100 μ m ；在另一个实施方式中，从5 μ m至50 μ m。在一个实施方式中，优选的是硅具有的粒度质量分布的表征为10百分位数为2. 5 μ m至4. 5 μ m，50百分位数为12 μ m至25 μ m，且90百分位数为35 μ m至45 μ m。在另一更优选的实施方式中，粒度质量分布表征为10百分位数从1 μ m 至4 μ m，50百分位数从7 μ m至20 μ m，且90百分位数为30 μ m至45 μ m。粒度不是本方法的关键，但助于优化结果。本领域技术人员将知道如何根据反应器和反应物来选择用于本专利技术方法的硅金属粒度。如本文所使用的，“粒度质量分布”用三个百分位数表征。每个百分位数描述位于尺寸分布的质量百分比以下的以微米表示的粒度直径。例如，“10百分位数”指质量分布的 10%小于10百分位数尺寸；“50百分位数”指质量分布的50%小于50百分位数尺寸；且 “90百分位数”指质量分布的90%小于90百分位数尺寸。应注意，“粒度质量分布”由如通过沉降技术或通过使用粒度标准使对沉降技术适当校正的激光散射/衍射方法所测量的基于质量的粒度分布给出。制备硅金属的方法和达到多种粒度的方法是本领域已知的。例如，可通过在碳源下在电弧炉中加热二氧化硅来获得硅金属。可通过本领域已知的方法例如通过碾磨、辊磨、 喷射研磨、或球磨碾碎硅团块来获得所期望的粒度。可借助于例如筛分或使用机械分级器例如旋转分级器关于粒度分布进一步将粉状的硅分级。在一个实施方式中，含卤素的化合物是根据式(II)(II)RdSiX4^d其中R、X和d是如上文所定义的。在一个实施方式中，R是乙基、甲基或苯基；且在另一个实施方式中，R是甲基，且X是氯代。在一个实施方式中，R是乙基、甲基或苯基，且存在基于所有根据式(II)的含氯的化合物的总重量的<2重量％的根据式(II)的其它含卤素的化合物。根据式(II)的卤代硅烷的实例是SiCl4、CH3SiCl3、(CH3)2SiCl2、(CH3)3SiCl、 H3SiCl、(CH3) HSiCl2, (CH3) 2HSiCl、(CH3) HSiCl2、H2SiCl2、HSiCl3 和(CH3)H2SiCL在一个实施方式中，硅金属被根据式(III)的含卤素的化合物处理(III)RX其中R、X是如上文所定义的。根据式(III)的化合物的实例是甲基氯、乙基氯、丁基氯、苄基氯(C6H5CH2Cl)、甲基溴、乙基溴、丁基溴、苄基溴(C6H5CH2Br)、氯化氢和溴化氢。有机卤化物和卤化氢是可商购的。通过本领域已知的方法用根据式(II)和(III)的含卤素的化合物处理硅金属。例如，当含卤素的化合物是气体或液体时，可通过本领域已知的用气体或液体处理固体的方法来处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种生产有机卤代氢硅烷的方法，包括：用含卤素的化合物处理硅金属，其中所述含卤素的化合物具有选自ＲｄＳｉＸ４－ｄ和ＲＸ的式，其中每个Ｒ独立地是Ｈ或Ｃ１－Ｃ２０烃基，Ｘ是氟代、氯代、溴代或碘代，且ｄ是０、１、２或３；组合催化有效量的催化剂和助催化剂与所述处理过的硅金属；以及使所述组合与氢气和有机卤化物接触；条件是当所述含卤素的化合物是氯化氢时，所述硅金属不同时地被氯化氢和所述催化剂处理。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约瑟夫·彼得·科哈尼，
申请(专利权)人：道康宁公司，
类型：发明
国别省市：US