[發明專利]三(3-三甲氧基硅基丙基)異氰脲酸酯的制備方法

無效

• 申請號: 201010150732.0
• 申請日: 2010-04-19
• 公開（公告）號: CN101805366A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 吳建平;胡文江;唐欣;陳思先
• 申請（專利權）人: 浙江胡涂硅有限公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及化學合成領域，具體涉及一種三(3-三甲氧基硅基丙基)異氰脲酸酯的制備方法。

背景技術

1，3，5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮(Tris(3-trimethoxysilylpropyl)isocyanurate)又名三(3-三甲氧基硅基丙基)異氰脲酸酯，分子式為：C₂₁H₄₅N₃O₁₂Si₃，CAS：26115-70-8，沸點543.9℃(760mmHg)，常溫下穩定，溶于乙腈、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)等，遇水水解出甲醇，其結構式如下所示：。

其中，Me為甲基。

1，3，5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮是一種優良的附著力促進劑和交聯劑，能夠有效改善聚氯乙烯(PVC)等材料對基材的粘結力，被廣泛應用于各種化學建材和膠粘劑。其合成國內尚未見文獻報道。美國專利US5,218,133、US4,654,428和US3,821,218中亦只提及到相關的中間體或化合物的合成，主要是以1-氯丙基三甲氧基硅烷和氰酸鉀或三光氣為原料不經任何分離或提純一鍋法合成目的產物1，3，5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮。由于此類工藝反應體系相對復雜，因此副反應多、反應速度慢，且所有的專利對其后續的分離過程并無詳細描述，不能確保產品的質量能夠符合市場的需求。

由于1，3，5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮具有沸點高、粘度大等特點，因此該產品的分離和提純方法非常困難，目前市場上所能提供的1，3，5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮純度大多為95％左右，無法滿足高端市場的需求。

發明內容

本發明提供了一種轉化率高、產物純度高、操作簡單、適于工業化生產的三(3-三甲氧基硅基丙基)異氰脲酸酯的制備方法。

一種三(3-三甲氧基硅基丙基)異氰脲酸酯的制備方法，包括步驟：

以3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷為單體，在催化劑和溶劑存在條件下進行縮聚反應，將反應產物過濾后的濾液濃縮得到1，3，5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮粗品，再經后處理得到1，3，5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮。

所述的催化劑選自醋酸鉀、碳酸鈉、甲醇鈉、三苯基膦、三正丁基膦、苯甲酸鈉等中的一種，優選甲醇鈉。上述催化劑除了提高了反應速度、節約了反應時間之外，還能夠輕易的從反應體系中分離出來，并且經過簡單處理就能夠回收套用。

所述的溶劑選自N，N-二甲基甲酰胺、N，N--二乙基甲酰胺、二甲基亞砜等中的一種或多種，優選N，N-二甲基甲酰胺。上述溶劑溶解性能好，不參與體系的反應，且沸點高，便于控制反應溫度。

所述的縮聚反應溫度優選80℃-250℃，反應時間為1小時-20小時，進一步優選100℃-150℃，反應時間為3小時-6小時。在該溫度和時間范圍內，反應的選擇性能達到98％以上，確保后續產品的提純。

縮聚反應產物中包括3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅的二聚體，可通過濃縮將其分離出來，被分離出的二聚體可作為反應原料循環利用，以降低成本，節約資源。所述的濾液濃縮條件優選為在溫度150℃-200℃、真空度15Pa-25Pa的條件下負壓濃縮。

所述的后處理可采用本領域常用的提純分離方法，優選采用分子蒸餾(即短程蒸餾)。

所述的分子蒸餾的條件優選為：溫度200℃-280℃，真空度0Pa-10Pa。

根據分子蒸餾所用容器的大小進一步優化分子蒸餾時物料的流速，能夠進一步提高產品的品質，如色澤、純度等，一般相對于0.2m²的分子蒸餾器，分子蒸餾時物料的流速優選為80-150g/min，若太慢則能耗高，太快則易產生夾帶現象，影響產物的色澤和純度。

采用本發明方法制備1，3，5-三[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]-1，3，5-三嗪-2，4，6-三酮的化學反應式如下：

本發明反應中對原料單體、催化劑以及溶劑之間的用量并沒有嚴格的限制。原料單體與催化劑的摩爾比優選為10∶0.05-3，進一步優選為10∶0.1-0.5；原料單體與溶劑的質量比優選為1∶0.5-10，進一步優選為1∶1-3。