[發明專利]低色澤的3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的制備方法

在審

• 申請號: 202010728271.4
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111662319A
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 余江;王偉松;王馬濟世;紀秀俊;高洪軍
• 申請（專利權）人: 浙江皇馬科技股份有限公司;浙江皇馬新材料科技有限公司
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;B01J23/06;B01J21/10;B01J21/06
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 盧澤明

本發明提供一種低色澤的3?異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的制備方法，將原料3?三甲氧基硅烷氨基甲酸甲酯從底部裝有催化劑的塔式反應器中部進入，所述原料與所述催化劑發生反應；反應完成后，反應器頂部出料為異氰酸酯基硅烷產品，反應器底部出料為殘液，可與新鮮原料混合再次進入反應器重新裂解反應。本發明反應器底部出料基本無殘渣生成，底料通過循環反應，原料轉化率可達100％；選用的反應原材料非危險化學品，反應穩定可控，無危險操作，特別地，反應可以進行連續化操作；避免了溶劑的使用，省去溶劑分離、回收步驟，符合綠色環保的理念。

技術領域

本發明涉及有機硅化學品領域，具體涉及一種3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的制備方法。

背景技術

3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷是一種含NCO基團的硅烷偶聯劑，是一種優良的玻璃纖維處理劑，可提高復合材料的機械強度、電性能和抗老化性能，廣泛應用于聚乙烯交聯、不飽和樹脂、聚乙烯、聚丙烯樹脂等玻璃纖維增強塑料的玻纖表面處理；也可以作為粘膠劑，用于電子原器件的表面防潮處理或無機硅填料的表面處理。

目前已工業化的制備異氰酸酯基硅烷的方法主要有光氣(三光氣)法、異氰酸法及熱解法。

專利CN101307067通過光氣與胺在惰性溶劑中生成異氰酸酯基基團，專利CN101492468使用三光氣在低溫條件下與三烷氧基硅烷胺反應制備三烷氧基異氰酸酯，光氣法及三光氣法基本原理一致，三光氣法很大程度上改善了光氣法的安全性能，但操作中若遇水或受熱，固體光氣依然會產生光氣，仍然存在安全問隱患，并且反應副產物HCl容易對工業設備進行較大的腐蝕。

專利CN104262384通過NaNCO與氯硅烷為原料直接生成異氰酸酯基硅烷，此方法反應步驟少，易于操作。NaNCO為固體需要添加極性溶劑，但其溶解性較差，會造成反應時間長、產率低。

專利CN101307067以氨基甲酸酯基硅烷為原料，通過高溫裂解氨基甲酸酯基產生異氰酸酯基，副產為甲醇。該工藝為一鍋法高溫裂解，能夠極大地提高制備過程的安全問題，但專利所述工藝不使用催化劑，僅靠高溫長時間加熱易使原料氨基甲酸酯基硅烷自身聚合，結焦現象嚴重，導致收率不高。專利CN207259419提出用管式替代釜式加熱部分緩解了原料結焦問題，但由于沒有催化劑僅能處理氣相物料，處理能力低，工業化可能性小。

綜上所述，熱解法具有安全性高、反應時間短、無廢鹽產生的優點在工業上得到很好的應用，但目前該法的主要瓶頸是如何快速是原料氨基甲酸酯基硅烷快速裂解，避免其長時間高溫受熱聚合結焦，提高產品收率及減少殘渣的產生。

發明內容

針對現有的熱解法制備異氰酸酯基硅烷的不足，本發明提出一種裂解速率快、殘渣少、色澤低的3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種低色澤的3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的制備方法，所述低色澤的3-異氰酸酯基丙基三甲氧基硅烷的結構式為：

所述制備方法包括以下步驟：

將原料3-三甲氧基硅烷氨基甲酸甲酯從底部裝有催化劑的塔式反應器中部進入，所述原料與所述催化劑發生反應；

反應完成后，反應器頂部出料為異氰酸酯基硅烷產品，反應器底部出料為殘液，可與新鮮原料混合再次進入反應器重新裂解反應。

所述催化劑為金屬負載型催化劑，通過將活性組分負載到載體上制成，所述活性組分為金屬氧化物，所述載體選自分子篩、γ-Al₂O₃或活性炭中的一種，所述活性組分的添加量為：其質量與所述載體的質量比為8∽15％。

所述活性組分為：氧化鋅、氧化鎂、氧化鈦或氧化鋯中任意一種或幾種的組合。