[發明專利]一種片狀純銅粉催化劑的制備工藝

有效

• 申請號: 201210500083.1
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN102935369A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 張擁軍;李鋼;胡永剛;魯建偉;楊從紅
• 申請（專利權）人: 湖南省天心博力科技有限公司
• 主分類號: B01J23/72
• 分類號: B01J23/72
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 胡山

技術領域

本發明涉及用于合成有機硅單體的催化劑領域，具體為一種片狀純銅粉催化劑的制備工藝。

背景技術

甲基氯硅烷又稱為有機硅單體，由金屬硅、氯甲烷在加入催化劑以及加熱的條件下于流化床中進行化學反應而獲得，其合成反應屬于氣-固-固多相接觸催化放熱反應，反應機理復雜，除主反應外，多種副反應同時存在。反應過程影響因素多，包括流化床結構、原料硅粉氯甲烷、催化劑、工藝參數等，尤其是催化劑的適應性能對該合成反應起著非常重要的作用。

眾所周知，銅粉是有機硅單體合成反應中最早使用且至今仍在使用的經典催化劑，其觸體活性（硅粉轉化率及單體的產率）以及二甲基二氯硅烷選擇性不僅與其化學組成、粒徑及粒度分布、表面狀態及制備方法等有關，還與硅粉、助催化劑等性能以及它們與銅粉共同形成的觸體有關。

目前有機硅單體合成使用的催化體系主要有金屬銅粉催化體系和三元銅粉催化體系。金屬銅粉催化體系主要為復合銅粉（片狀銅粉），即含Zn、Sn及P等助催化劑的銅和銅合金粉，采用高溫熔煉-水霧化-球磨-篩分的工藝進行制造。此法制備的復合銅粉氧含量偏高，顆粒表面不夠發達，反應活性較低，同時由于復合銅粉中Zn、Sn等元素含量固定，隨著有機硅單體合成反應的進行，流化床內Zn、Sn等元素不斷積累，因此造成觸體中Zn、Sn元素含量偏高，催化副反應顯著增加，造成二甲基二氯硅烷的選擇性不斷下降，合成反應效果惡化，合成反應開機周期縮短，效益變差。因此，有機硅單體合成工藝需有一種活性高，選擇性好的片狀純銅粉催化劑，配套以Zn、Sn、P等助催化劑，使得在合成反應過程中根據流化床內的觸體成分變化靈活調整催化劑及助催化劑的添加量，從而穩定控制好觸體成分，抑制副反應，提高二甲基二氯硅烷選擇性及有機硅單體產量，延長合成作業周期，提高經濟效益。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種片狀純銅粉催化劑的制備工藝，以解決上述背景技術中的問題。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種片狀純銅粉催化劑的制備工藝，所述制備工藝如下：

（1）銅屑制備：根據切削機的要求將純度不低于99.9%電解銅板剪切成長600mm～1200mm,?寬50～200mm,?厚3mm～20mm的銅塊，再將所述銅塊加工成長2mm～20mm,?寬1mm～10mm,?厚?0.1mm～2mm的形狀扁平或卷曲的銅屑。所述銅屑采用切削、車、銑、刨等機械加工方式獲得。

優選的，所述純度不低于99.9%電解銅板替換為純度不低于99.9%銅箔或銅片，所述銅屑由純度不低于99.9%、厚度0.1mm～2mm的銅箔或銅片經機械加工成長2mm～20mm,?寬1mm～10mm。

（2）銅屑研磨：將步驟（1）獲得的銅屑投入球磨機中在大氣或其他保護性氣氛保護下進行研磨，介質為硬度ＨＲＣ≥50的鋼球（鋼棒），控制鋼球（鋼棒）的大小配比、鋼球（鋼棒）與銅屑的質量比、球磨機裝填量、表面處理劑的加入量及其添加方式、以及研磨時間，獲得所需粒度范圍的銅片后進行磁選，以去除鐵質，將銅片中的Fe含量降至300ppm以下，獲得所需的片狀銅，所述片狀銅顆粒表面缺陷多，且凹凸不平，有利于催化活性。

優選的，所述球磨機為滾動磨機或振動磨機或攪拌磨機；所述表面處理劑為研磨助劑和分散劑，采用一次性添加或分步添加的方式，其總加入量控制在0.3～1.2wt%。

（3）片狀銅分級：采用空氣或其他惰性氣氛氣流分級技術對步驟（2）獲得的片狀銅進行分級以獲得所需平均粒徑及粒度分布的片狀純銅粉催化劑，其平均粒徑及粒度分布按客戶要求實現準確的調節。

所述片狀純銅粉催化劑的粒度采用激光粒度儀檢測：D₅₀?5～60μm，D_90?35～220μm，粒度分布寬窄得到有效調節，粒度范圍按客戶要求確定；形貌采用掃描電鏡檢測，為片狀，片厚0.?1～1.0μm；所述片狀純銅粉催化劑氧含量≤0.4%，除Fe外，其他各金屬雜質含量分別≤50ppm，除氧及表面處理劑外，其他各非金屬雜質分別≤20ppm。

與傳統的技術相比，本發明的有益效果在于：

（1）整個工藝過程不引入任何有害環境的元素，銅粉純度高，有害雜質含量低，產品質量穩定性好，顆粒表面發達，凹凸不平，比表面大，有利于催化選擇性及活性；

（2）催化特性明顯優于普通復合銅粉，使得有機硅單體合成金屬催化體系效果獲得提升，增加有機硅單體合成、流化床的時空產率，延長合成反應周期，提高二甲基二氯硅烷的生產效率，降低成本，創造效益；