[發(fā)明專利]烷基取代二硅烷及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310175346.0
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103288860A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊軍校;劉天洋;曹克;黃亞文
• 申請（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號: C07F7/08
• 分類號: C07F7/08
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務(wù)所 51106
• 代理人: 劉克勤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于硅的化合物及主要利用廢棄物制備該硅的合物的方法，涉及一種烷基取代二硅烷及其制備方法。本發(fā)明獲得的有機(jī)硅化合物——烷基取代二硅烷適用作耐熱性、抗氧化性導(dǎo)熱油。

背景技術(shù)

有機(jī)硅單體（甲基氯硅烷、苯基氯硅烷、乙烯基氯硅烷等）是整個(gè)有機(jī)硅材料工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，其中二甲基二氯硅烷的生產(chǎn)更是有機(jī)硅工業(yè)發(fā)展的支柱。目前，工業(yè)上生產(chǎn)有機(jī)硅主要采用銅催化氯仿和硅粉直接合成制備甲基氯硅烷，而有機(jī)硅化工在直接法生產(chǎn)出有機(jī)硅產(chǎn)品的同時(shí)也伴隨大量的副產(chǎn)物產(chǎn)生（總產(chǎn)量的15%～25%），其中包含低沸副產(chǎn)物（沸點(diǎn)在40℃以下）和高沸副產(chǎn)物（沸點(diǎn)在70℃以上）。目前低沸點(diǎn)副產(chǎn)物可以經(jīng)過提純后資源化利用，其主要成份為甲基三氯硅烷（約占總產(chǎn)量的5～8%）；另外還含有一定量的高沸點(diǎn)副產(chǎn)物（約占總產(chǎn)量的10～15%），這些高沸點(diǎn)副產(chǎn)物一般沸點(diǎn)高于140℃～190℃，這種高沸點(diǎn)廢液（即高沸點(diǎn)副產(chǎn)物）的主要成份為甲基氯二硅烷類有機(jī)硅化合物的混合物，其分子式如(Ⅱ)所示。

Cl_m?Si-Si(CH₃)_6-m，式中：m=2-6

(Ⅱ)

現(xiàn)有技術(shù)中，有機(jī)硅行業(yè)對于所述主要成份為甲基氯二硅烷類有機(jī)硅化合物的混合物的高沸點(diǎn)廢液（即所述高沸點(diǎn)副產(chǎn)物）還沒有理想的處理方法，每年在工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)出大量的高沸點(diǎn)廢液，這類含氯廢液不能直接焚燒，也不能生物降解，同時(shí)在貯存過程還會水解放出氯化氫氣體，對設(shè)備也有很大腐蝕，對人體和環(huán)境會造成極大的危害。對該類廢液的處理一直都是有機(jī)硅行業(yè)面臨的棘手問題。常規(guī)的處理方法為通過水解、交聯(lián)形成固體后填埋，或者水解后生成硅醇然后再生成其他產(chǎn)品。該法僅能短期解決問題，同時(shí)會對環(huán)境造成潛在的危害或附加值不高。因此，將這類廢液合理處置甚至資源化利用顯得尤為迫切。開發(fā)新技術(shù)將有機(jī)硅廢液變廢為寶，不僅能有效解決環(huán)境污染的問題，還能為有機(jī)硅企業(yè)帶來額外效益。

有機(jī)硅化合物具有優(yōu)良的耐熱性，抗氧化性、耐水性、耐候性、抗剪切、電絕緣等性質(zhì)，液體有機(jī)硅化合物已經(jīng)在潤滑油、導(dǎo)熱油、絕緣油、防震油、脫模油、消泡劑、紡織物整理劑等多方面獲得成功的應(yīng)用，市場上通常將這類油稱為硅油。目前硅油的結(jié)構(gòu)以聚硅氧烷為主，可細(xì)分為烴基硅油、碳官能硅油、硅官能硅油和非活性改性硅油。然而對于其它結(jié)構(gòu)的硅油如Si-C、硅酸酯等研究和報(bào)道得較少。另外雖然硅油作為導(dǎo)熱油的使用性能較其它多種導(dǎo)熱油更為出色，但是通常仍只能在低于200℃條件下使用，不能滿足在苛刻條件如高溫、酸堿下長期使用的要求；按照硅油分子結(jié)構(gòu)的不同，其快速氧化溫度區(qū)間為200～250℃；當(dāng)溫度超過硅油的快速氧化溫度時(shí)，硅油的粘度將會快速增大，直至形成凝膠，無法滿足在高溫下下長期使用的要求，因此人們一直在尋找提高硅油耐熱氧化能力的方法，使其可以在高溫條件下長期使用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種烷基取代二硅烷及其制備方法。本發(fā)明回收再利用工業(yè)廢棄物——高沸點(diǎn)氯硅烷廢液（即所述高沸點(diǎn)副產(chǎn)物、高沸點(diǎn)廢液），通過格氏法等反應(yīng)，提供一種具有良好的熱穩(wěn)定性、抗氧化性以及高閃點(diǎn)等良好性能的烷基取代二硅烷及其制備方法，該烷基取代二硅烷可用在液壓油、擴(kuò)散泵油或?qū)嵊椭小?/p>

本發(fā)明的內(nèi)容是：烷基取代二硅烷，其特征是該化合物具有式（Ⅰ）所示的化學(xué)結(jié)構(gòu)式：

R_n?Si-Si(CH₃)_6-n，

式中：R=-C₆H₅、-C₈H₁₇、-C₁₀H₂₁或-C₁₂H₂₅等，n=2～6。

（Ⅰ）

本發(fā)明的另一內(nèi)容是：烷基取代二硅烷的制備方法，其特征是包括下列步驟：

a、配料：取原料高沸點(diǎn)氯硅烷廢液、溴代烴、鎂粉、碘、乙醚；其中：按鎂粉：溴代烴為1.0～1.2:1（最佳摩爾比為1.1：1）的摩爾比取鎂粉和溴代烴；取碘的質(zhì)量為鎂粉質(zhì)量的1%～5%；按高沸點(diǎn)氯硅烷廢液中氯原子：格氏試劑為1:1～1.1（最佳摩爾比為1：1.1）的摩爾比取高沸點(diǎn)氯硅烷廢液，將高沸點(diǎn)氯硅烷廢液與乙醚混合配制成質(zhì)量百分比濃度為15%～25%的高沸點(diǎn)氯硅烷廢液的乙醚溶液，高沸點(diǎn)氯硅烷廢液中氯原子的含量（經(jīng)酸堿滴定）為13mol/L；