[發明專利]一種γ-氯丙基三氯硅烷的生產方法

無效

• 申請號: 201010590852.2
• 申請日: 2010-12-04
• 公開（公告）號: CN102127104A
• 公開（公告）日: 2011-07-20
• 發明（設計）人: 郭學陽;張中法;郭祥榮
• 申請（專利權）人: 郭學陽
• 主分類號: C07F7/12
• 分類號: C07F7/12;B01J23/42
• 代理公司: 濰坊正信專利事務所 37216
• 代理人: 趙玉峰

技術領域

本發明涉及化學合成技術領域，尤其涉及一種γ-氯丙基三氯硅烷的生產方法。

背景技術

γ-氯丙基三氯硅烷是國內產量最大、應用最廣的γ-取代丙基型硅烷偶聯劑之一，是硅烷偶聯劑中最基本的單體之一，作為主要生產原料可以合成深加工生產幾十種高檔硅烷偶聯劑產品，如γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、橡膠助劑Si69和Si75、牙科復合樹脂、有機硅抗菌整理劑、光學玻璃防霧劑等。硅烷偶聯劑是偶聯劑中重要的一類偶聯劑，作為復合材料中常用的助劑，它的作用為：改善基體樹脂對填料、玻璃纖維的浸潤性，使得基體樹脂通過化學鍵和填料或玻璃纖維相連接，進而提高復合材料的彎曲強度、沖擊強度、耐水性、電性能等。另外，硅烷偶聯劑還用作環氧、丁腈橡膠等粘接劑和聚氨酯、氯丁橡膠等密封劑中的增粘劑等。硅烷偶聯劑是繼有機硅三大產品——硅油、硅橡膠、硅樹脂之后的第四大類有機硅產品，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、復合材料工業以及相關高新技術領域中必不可少的配套化學助劑。

γ-氯丙基三氯硅烷的合成方法主要有以下幾種：

1、以三氯硅烷和氯丙烯為原料

(1)熱縮合法生產工藝，三氯硅烷和氯丙烯在230℃～300℃、10秒左右完成。該工藝因為收率低，僅有理論研究價值。

(2)鉑碳黑為催化劑的加成法，采用Pt-C為催化劑。不足之處是催化劑用量大，收率僅在60％左右。

(3)采用氯鉑酸-異丙醇為催化劑的生產工藝，該工藝催化劑用量較少，反應條件溫和，產率為70％左右。但反應時間長，成本相對較高。

(4)采用氯鉑酸為主催化劑、加入脂肪胺或苯胺系列化合物為助催化劑的工藝，該工藝由于加入胺類化合物，胺類可以與氯鉑酸形成配位絡合物，提高了原來催化劑的活性，縮短了反應周期，降低了產品成本，產品收率超過80％。

(5)采用以二氧化硅為載體的聚硅氧烷-鉑絡合物為催化劑的合成工藝該工藝的主要優點是：反應條件溫和，生產周期短，催化劑用量少，成本低，收率高，是一條有發展前途的工藝路線。

(6)采用氯鉑酸為主催化劑、加入有機胺類化合物為助催化劑、加入催化劑活化劑和副反應抑制劑的合成工藝，該工藝最大的優勢是：產品收率高、產品純度高、雜質含量低、成本低，已在國內部分企業得到應用。

2、丙基三氯硅烷法：將丙基三氯硅烷在過氧化苯甲酰催化劑存在下，與硫酰二氯反應來制取。該工藝副產物多，操作繁瑣，對設備要求高，產品利潤低，該工藝為三氯硅烷和氯丙烯為原料生產γ-氯丙基三氯硅烷的副產物丙基三氯硅烷的綜合利用提出了一條有研究意義的工藝路線，國內外有一定的研究。

上述以三氯硅烷和氯丙烯為原料生產γ-氯丙基三氯硅烷的工藝路線，盡管有不少優點，但仍存在如下不足：(1)反應引發周期長；(2)反應溫度較高；(3)三氯硅烷總轉化率一般在90％左右；(4)在投料生產時氯丙烯一般需大量過量，給合成釜冷凝系統、冷凍機系統增加了負擔，提高了能耗；(5)反應中生成的副產品SiCl₄和丙基三氯硅烷量較大，后處理投資大，直接影響產品經濟效益；(6)產品純度偏低，高沸物(含縮合物、聚合物)含量偏高；(7)反應速度慢，加料過程中出現溫度下降甚至出現需要二次引發反應的異常操作，導致反應時間延長。為此，在現有催化劑體系、現有工藝設備的基礎上，通過改變催化劑等助劑的組成、物料配比、加料方式、調整工藝參數等，進一步提高產品純度、降低生產成本、提高原料轉化率、減少副產物的生成等，對于推動整個行業的發展，意義重大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：針對現有技術存在的不足，提供一種反應時間短、生成副產物少、產品轉化率和產品純度高的γ-氯丙基三氯硅烷的生產方法。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種γ-氯丙基三氯硅烷的生產方法，使用三氯硅烷∶氯丙烯∶鉑金催化劑溶液∶氯鉑酸催化劑溶液∶正丁胺＝600～700∶300～500∶0.08～0.2∶0.05～0.1∶4～10的重量配比的原料，包括以下工藝步驟：