[發明專利]γ-氨丙基三乙氧基硅烷的管道化連續合成方法

在審

• 申請號: 202110781329.6
• 申請日: 2021-07-11
• 公開（公告）號: CN113501839A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 陳道偉;沈濤;黃亮兵;周少東;周貴平;錢超
• 申請（專利權）人: 浙江開化合成材料有限公司;浙江大學
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 金祺

本發明公開了一種γ?氨丙基三乙氧基硅烷的管道化連續合成方法，包括依次進行以下步驟：將液氨泵入管道化反應器的反應管前段內，加熱加壓形成超臨界狀態氨；將預熱過的鹵代丙基三乙氧基硅烷泵入管道化反應器的反應管后段內，超臨界狀態氨與預熱過的鹵代丙基三乙氧基硅烷在反應管后段中進行反應；從管道化反應器流出的反應液經后處理，得γ?氨丙基三乙氧基硅烷。該方法具有原子利用率高，操作簡單，便于連續化生產的特點。

技術領域

本發明涉及一種含氮硅烷偶聯劑的合成方法，具體涉及一種γ-氨丙基三乙氧基硅烷的管道化連續合成方法。

背景技術

γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)是一種優良的玻璃纖維處理劑，能提高復合材料的機械強度，電性能和抗老化性能，在玻纖棉和礦物棉生產，聚氨酯、環氧、腈類、酚酫膠粘劑和密封材料中有廣泛應用。近幾年來，隨著對KH-550應用性能研究的深入，其應用領域已經擴展到催化劑制備、電子電器材料工業、光譜、介孔材料等學科和行業。

氨解法是一種常見的KH-550的合成方法。主要有以下幾種：

1、以γ-氯丙基三乙氧基硅烷為原料，和液氨在高溫高壓下反應生成KH-550(如專利CN104961762)，該法需要添加大大過量的液氨(摩爾比過量20倍)，該部分液氨占據了反應釜的大部分空間，但又不參與反應，產能不高。同時產生氯化銨鹽固體副產物，必須間斷性過濾，目前常見的均為釜式反應器間歇生產，難以實現連續化。此方法中如果液氨量不足，銨鹽固體快速析出，傳質迅速惡化，未反應完的γ-氯丙基三乙氧基硅烷難以和液氨繼續接觸，嚴重降低產率。

2、添加催化劑(如專利CN101768180)能降低反應溫度，但是催化劑成本高，分離步驟繁瑣，工業化成本較高。

3、加氫還原法，其以2-氰乙基三乙氧基硅烷為原料通過加氫反應生成KH-550(如專利CN106749386)，該法存在加氫產率低，需要多次加氫的問題。

4、使用含氫硅烷和單烯化合物或單炔化合物通過硅氫加成制備KH-550的報道，但是其需要使用催化劑成分比較復雜。

因此，開發一種KH-550制備新工藝，促進KH-550的綠色化高效生產，提高產品經濟效益，意義重大。

發明內容

本發明要解決的問題是提供一種連續制備KH-550的方法。該法具有原子利用率高，操作簡單，便于連續化生產的特點。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種γ-氨丙基三乙氧基硅烷的管道化連續合成方法，包括依次進行以下步驟：

1)、將液氨泵入管道化反應器的反應管前段內，加熱加壓，從而形成超臨界狀態氨；

2)、將預熱過的鹵代丙基三乙氧基硅烷泵入管道化反應器的反應管后段內，超臨界狀態氨與預熱過的鹵代丙基三乙氧基硅烷在反應管后段中進行反應，反應溫度為120～135℃(優選123～132.4℃)，反應壓力為10.5～14Mpa(優選11.3～14Mpa)，鹵代丙基三乙氧基硅烷在反應管后段內的反應停留時間為20～40min(優選30～40min)；鹵代丙基三乙氧基硅烷泵：液氨的質量流速比＝2.3～5：1(優選3.5～4.7：1)；

說明：管道化反應器的反應管前段、反應管后段的反應溫度和反應壓力均相同；

3)、從管道化反應器流出的反應液經后處理，得γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)。

作為本發明的γ-氨丙基三乙氧基硅烷的管道化連續合成方法的改進，鹵代丙基三乙氧基硅烷為以下任一：γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ-溴丙基三乙氧基硅烷、γ-碘丙基三乙氧基硅烷。

作為本發明的γ-氨丙基三乙氧基硅烷的管道化連續合成方法的進一步改進，鹵代丙基三乙氧基硅烷的預熱溫度為80～100℃。