[發明專利]一種多組分復合催化法制備γ-氯丙基三氯硅烷的方法

無效

• 申請號: 200910017450.0
• 申請日: 2009-07-30
• 公開（公告）號: CN101624398A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 張中法;黃慧;呂彩玲;丁愛梅;郭學陽;張慶國
• 申請（專利權）人: 濰坊中業化學有限公司
• 主分類號: C07F7/12
• 分類號: C07F7/12;C07F7/20;B01J31/28;B01J31/02
• 代理公司: 濰坊正信專利事務所
• 代理人: 趙玉峰

技術領域

本發明屬于化學合成領域，尤其是涉及一種硅烷偶聯劑制備方法。

背景技術

硅烷偶聯劑是繼有機硅工業中三大產品——硅油、硅橡膠、硅樹脂之后的第四大部類，其在有機硅工業中的地位日趨重要，已成為現代有機硅工業，有機高分子工業，復合材料工業及相關高新技術領域中不可缺少的配套化學助劑，而且是一種重要的高科技含量，高附加值的有機硅產品。

偶聯劑是一類具有兩不同性質官能團的物質，它們分子中的一部分官能團可與有機分子反應，另一部分官能團可與無機物表面的吸附水反應，形成牢固的粘合。硅烷偶聯劑在復合材料中的作用在于它既能與增強材料表面的某些集團反應，又能與基體樹脂反應，在增強材料與樹脂基體之間形成一個界面層，界面層能傳遞應力，從而增強了增強材料與樹脂之間粘合強度，提高了復合材料的性能，改善了界面狀態，有利于制品的耐老化，耐應力及電絕緣性能。

國內現有硅烷偶聯劑生產企業20～30家，主要分布在江浙一帶。國內每年硅烷偶聯劑的消費量在玻璃纖維的使用量約占50％；其次是用于子午線輪胎生產中，其余用于涂料、紡織助劑等消費領域。目前，發達國家和地區硅烷偶聯劑的需求仍在穩定增長中，以我國為代表的新興市場則增長更加強勁，我國是需求增長最快的地區之一，印度、俄羅斯和韓國市場的表現也引人矚目。目前，2005年修訂的《產業結構調整指導目錄(2005年本)》中，國家將硅烷偶聯劑列入鼓勵發展的化工類產業，顯示了國家對發展本行業的支持態度。隨著玻璃纖維行業和子午線輪胎行業的發展，預計十一五期間，我國硅烷偶聯劑的需求將保持20％左右的增長速度。

γ-氯丙基三氯硅烷是硅烷偶聯劑中最基本的單體，用作制造硅烷偶聯劑系列產品的主要生產原料，合成深加工生產高檔硅烷偶聯劑。目前國內γ-氯丙基三氯硅烷生產大多以三氯硅烷和氯丙烯為原料，以鉑、銠、鈀等化合物或絡合物作為催化劑，經過加成、蒸餾等過程制得。且目前現有的工藝主產率均低于85％；并有以下不足：(1)生產周期長；(2)原料(以三氯氫硅計)轉化率低，產品收率低；(3)副反應多，成品γ-氯丙基三氯硅烷含量低，雜質含量高。產品質量與美國、德國同類產品相比差距太大；(4)采用單一組分催化劑或助催化劑，難以保證催化劑的活性；(5)生產成本高，產品效益差，在質量和價格上沒有優勢，無法與國外同類產品競爭。圍繞選擇催化劑、改變反應條件，國內外科研工作者做了大量的工作，但沒有根本性的突破。因此，對于γ-氯丙基三氯硅烷的生產，目前需要解決的問題有：

1.產品含量問題?現有的生產工藝制備的產品，含量一般低于99％，在許多特殊使用場合，由于使用環境和條件的不同，客戶希望含量至少高于99％，某些特殊用途的下游產品用戶要求γ-氯丙基三氯硅烷含量大于99.5％；

2.產品外觀問題?現有的產品大多為淺黃色或微黃色液體，有的生產廠家的產品為棕色或棕黃色，有的產品中有細微的懸浮物或沉淀物，直接影響了產品的使用；

3.產品雜質問題?以γ-氯丙基三氯硅烷為原料合成一些特殊用途的產品，諸如催化劑載體或催化劑等，對雜質的結構、含量等質量指標要求極為嚴格，若超標，會引起諸如新合成的催化劑中毒、失活甚至無法使用等嚴重后果，給科研和生產造成損失；

4.產品收率問題?現有γ-氯丙基三氯硅烷收率僅在80％左右，若能通過調整生產工藝提高收率，產品的經濟效益和產生的社會效益將相當客觀；

5.降低生產成本?最大限度利用好三氯氫硅和氯丙烯，采用先進的蒸餾工藝減少蒸餾殘渣的量，采用先進的分離技術減少有用成分的損耗，節能降耗，進一步降低生產成本。

發明內容

本發明的多組分復合催化法制備γ-氯丙基三氯硅烷的方法，大大提高了生產的產品含量、改善了產品的外觀、降低了產品的雜質、提高了產品的質量，并且降低了生產成本。

本一種多組分復合催化法制備γ-氯丙基三氯硅烷的方法，其特征在于包括步驟：

1)助劑配制

a.催化劑配制將15份～30重量份的氯鉑酸(H₂PtCl₆·6H₂O)加入500體積份～550體積份的無水異丙醇中，充分攪拌溶解后，再加入500體積份～550體積份的四氫呋喃，攪拌均勻；

b.助催化劑配制?取10重量份～15重量份的間苯二胺、15重量份～20重量份的三丁胺，加入500體積份～550體積份的無水異丙醇中，充分攪拌混合均勻；

2硅氫加成