專利名稱：一種利用3-氯丙基三氯硅烷生產(chǎn)中的廢料制備改性正硅酸乙酯的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及ー種制備改性正硅酸こ酯的方法，具體涉及ー種利用3-氯丙基三氯硅烷生產(chǎn)中的廢料制備改性正硅酸こ酯的方法。
背景技術：
3-氯丙基三氯硅烷是最重要的硅烷偶聯(lián)劑中間體之一，目前エ業(yè)上的合成方法為采用三氯氫硅(HSiCl3)和3-氯丙烯(CH2=CHCH2Cl)為原料，在催化劑條件下發(fā)生硅氫加成反應合成，反應方程式如下
HSiCl3+CH2=CHCH2Cl — ClCH2CH2CH2SiCl3
另夕卜，反應過程中還發(fā)生副反應生成四氯化硅(SiCl4)和丙基三氯硅烷(CH3CH2CH2SiCl3),副反應方程式如下
HSiCl3+CH2=CHCH2Cl — SiCl4+ CH3CH2=CH2HSiCl3+ CH3CH2=CH2 — CH3CH2CH2SiCl3
3-氯丙基三氯硅烷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料主要為副產(chǎn)物四氯化硅和丙基三氯硅烷的共沸物，該廢料在空氣中容易吸潮釋放出大量氯化氫氣體，不僅腐蝕強，而且對環(huán)境也存在污染。目前エ業(yè)上對3-氯丙基三氯硅烷廢料的處理方法為采用片堿(氫氧化鈉)水溶液進行水解聚合，將廢料中的四氯化硅和丙基三氯硅烷水解聚合成固體的大分子聚硅氧烷，最后將固體廢渣進行掩埋。這種處理方法不僅處理成本高，需要消耗大量片堿，而且浪費了大量有機硅資源，廢渣掩埋還對環(huán)境存在一定影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種原料成本低廉、來源廣泛，且步驟簡單，既能增加經(jīng)濟效益，還能提高有機硅資源綜合利用率，避免廢料對環(huán)境造成污染的利用3-氯丙基三氯硅烷生產(chǎn)中的廢料制備改性正硅酸こ酯的方法。本發(fā)明是通過如下的技術方案來實現(xiàn)上述目的的
ー種利用3-氯丙基三氯硅烷生產(chǎn)中的廢料制備改性正硅酸こ酯的方法，其特征在于它包括以下步驟；
第一歩醇解反應；
將質(zhì)量比為I. O : O. 8—1. O的原料3-氯丙基三氯硅烷廢料與無水こ醇同時泵入酯化塔進行醇解反應；其中3-氯丙基三氯硅烷廢料按100kg/h的流速連續(xù)泵入酯化塔反應，無水こ醇按80— 100kg/h的流速連續(xù)泵入蒸發(fā)器，蒸發(fā)后連續(xù)導入酯化塔反應；粗品從酯化塔下部連續(xù)溢流出進入接收罐收集，副產(chǎn)物氯化氫氣體(HCl)從酯化塔頂部連續(xù)排出進入降膜吸收塔，采用自來水進行吸收制成鹽酸；其反應方程式如下
SiCl4+ 4C2H50H—Si(OC2H5)4 + 4HC1 CH3CH2CH2SiCl3+ 3C2H50H — CH3CH2CH2Si (OC2H5) 3 + 3HC1
醇解反應得到的粗品主要成分為四こ氧基硅烷(Si (OC2H5)4)和丙基三こ氧基硅烷(CH3CH2CH2Si (OC2H5) 3)，另外含有少量低沸點雜質(zhì)こ醇。收集完畢后將粗品泵入精餾釜進行減壓精餾，得到有效含量(氣相色譜檢測的四こ氧基硅烷與丙基三こ氧基硅烷相加含量)大于97. 0%的中間體。第二步水解聚合；
將第一歩得到的中間體一次性泵入水解釜中，開啟攪拌，攪拌速度為80r/min，將釜溫加熱到50-70°C;然后將自來水和濃鹽酸(質(zhì)量分數(shù)為30%)按150— 380 I的比例混合均勻后以50kg/h的流速連續(xù)加到水解釜中。進料反應完畢后將水解釜的物料一次性泵入蒸餾釜中進行減壓蒸餾，蒸掉水解聚合產(chǎn)生的副產(chǎn)物こ醇，蒸餾負壓設置為-O. 09MPa,當釜溫達到90°C不出料則表示蒸餾完畢，蒸餾釜中的物料即為改性正硅酸こ酯粗品。 第三步，脫色過濾；
蒸懼完畢后將蒸懼爸爸溫降至50-60°C,然后加入5kg活性炭，以80r/min的速度攪拌I小時，完畢后將蒸餾釜釜溫降至40°C以下進行過濾，最后得到改性正硅酸こ酯成品。本發(fā)明的優(yōu)點在于
本發(fā)明得到的改性正硅酸こ酯成品是ー種低聚硅氧烷，為四こ氧基硅烷和丙基三こ氧基硅烷混合物的部分水解共聚物。目前普通的正硅酸こ酯為四こ氧基硅烷部分水解聚合物，相比之下，本發(fā)明將正硅酸こ酯與一定比例的丙基三こ氧基硅烷進行部分水解共聚，通過在產(chǎn)品分子中引入適量的丙基進行烷基化改性，提高產(chǎn)品成膜的柔韌性，并降低產(chǎn)品水解活性、提高產(chǎn)品穩(wěn)定性。另ー方面，本發(fā)明是以3-氯丙基三氯硅烷生產(chǎn)中的廢料為原料，經(jīng)過醇解反應、水解聚合、脫色過濾三個步驟制備生產(chǎn)出改性正硅酸こ酯產(chǎn)品。不僅原料成本低廉、來源廣泛，而且通過變廢為寶，既能增加經(jīng)濟效益，還能提高有機硅資源綜合利用率，避免了現(xiàn)有廢料處理方法不但對環(huán)境造成污染，而且浪費了大量有機硅資源的問題。
具體實施例方式實施例I :
制備改性正硅酸こ酯-32 (SiO2含量32. O ±2. 0%)
將1000kg3-氯丙基三氯硅烷廢料和900kg無水こ醇同時泵入酯化塔中進行醇解反應；其中3-氯丙基三氯娃燒廢料按100kg/h的流速連續(xù)泵入酯化塔反應,無水こ醇按90kg/h的流速連續(xù)泵入蒸發(fā)器，汽化后將こ醇氣體連續(xù)導入酯化塔反應，副產(chǎn)物氯化氫氣體(HCl)連續(xù)從酯化塔頂部排出進入降膜吸收塔，采用自來水進行吸收制成鹽酸，粗品連續(xù)從酯化塔下部溢流出來進入接收罐收集。粗品收集完畢后將其泵入精餾釜進行減壓精餾，精餾完畢后得到IlOOkg中間體，該中間體為四こ氧基硅烷(Si (OC2H5)4)和丙基三こ氧基硅烷(CH3CH2CH2Si (OC2H5)3)混合物，經(jīng)氣相色譜分析，中間體中四こ氧基硅烷含量為75%，丙基三こ氧基硅烷含量為23%，有效含量>97.0% (兩者含量相加)。第二步水解聚合；
將第一步得到的IlOOkg中間體一次性泵入水解釜中，開啟攪拌，攪拌速度為80r/min，將釜溫加熱到70°C ;然后將45kg自來水和O. 3kg濃鹽酸(質(zhì)量分數(shù)為30%)混合均勻后以50kg/h的流速連續(xù)加到水解釜中。進料反應完畢后將水解釜的物料一次性泵入蒸餾釜中進行減壓蒸餾，蒸掉水解聚合產(chǎn)生的副產(chǎn)物こ醇，蒸餾負壓設置為-O. 09MPa,當釜溫達到90°C不出料則表示蒸餾完畢，蒸餾釜中的物料即為改性正硅酸こ酯-32粗品。第三歩脫色過濾；
蒸餾完畢后將蒸餾釜釜溫降至50°C，然后加入5kg活性炭，以80r/min的速度攪拌I小吋，完畢后將蒸餾釜釜溫降至40°C以下進行過濾，最后得到820kg改性正硅酸こ酯-32成品，其王要技術指標為
權利要求
1. 一種利用3-氯丙基三氯硅烷生產(chǎn)中的廢料制備改性正硅酸乙酯的方法，其特征在于它包括以下步驟； 第一步醇解反應； 將質(zhì)量比為I. O : 0. 8—1. 0的原料3-氯丙基三氯硅烷廢料與無水乙醇同時泵入酯化塔進行醇解反應；其中3-氯丙基三氯硅烷廢料按100kg/h的流速連續(xù)泵入酯化塔反應，無水乙醇按80— 100kg/h的流速連續(xù)泵入蒸發(fā)器，蒸發(fā)后連續(xù)導入酯化塔反應；粗品從酯化塔下部連續(xù)溢流出進入接收罐收集，副產(chǎn)物氯化氫氣體從酯化塔頂部連續(xù)排出進入降膜吸收塔，采用自來水進行吸收制成鹽酸；其反應方程式如下SiCl4+ 4C2H50H—Si(OC2H5)4 + 4HC1 tCH3CH2CH2SiCl3+ 3C2H50H—CH3CH2CH2Si(OC2H5)3 + 3HC1 t 醇解反應得到的粗品主要成分為四乙氧基硅烷和丙基三乙氧基硅烷，另外含有少量低沸點雜質(zhì)乙醇；收集完畢后將粗品泵入精餾釜進行減壓精餾，得到有效含量大于97. 0%的中間體； 第二步水解聚合； 將第一步得到的中間體一次性泵入水解釜中，開啟攪拌，攪拌速度為80r/min，將釜溫加熱到50-70°C ;然后將自來水和濃鹽酸按150— 380 I的比值混合均勻后以50kg/h的流速連續(xù)加到水解釜中；進料反應完畢后將水解釜的物料一次性泵入蒸餾釜中進行減壓蒸餾，蒸掉水解聚合產(chǎn)生的副產(chǎn)物乙醇，蒸餾負壓設置為-0. 09MPa,當釜溫達到90°C不出料則表示蒸餾完畢，蒸餾釜中的物料即為改性正硅酸乙酯粗品； 第三步，脫色過濾； 蒸懼完畢后將蒸懼爸爸溫降至50-60°C,然后加入5kg活性炭，以80r/min的速度攪拌I小時，完畢后將蒸餾釜釜溫降至40°C以下進行過濾，最后得到改性正硅酸乙酯成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備改性正硅酸乙酯的方法，具體涉及一種利用3-氯丙基三氯硅烷生產(chǎn)中的廢料制備改性正硅酸乙酯的方法。本發(fā)明采用3-氯丙基三氯硅烷生產(chǎn)中的廢料為原料，經(jīng)過醇解反應、水解聚合、脫色過濾三個步驟制備出改性正硅酸乙酯。不僅原料成本低廉、來源廣泛，而且通過變廢為寶，既能增加經(jīng)濟效益，還能提高有機硅資源綜合利用率，避免了現(xiàn)有廢料處理方法不但對環(huán)境造成污染，而且浪費了大量有機硅資源的問題。
文檔編號C07F7/18GK102634028SQ201210099278
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月8日 優(yōu)先權日2012年4月8日
發(fā)明者劉明鋒, 吳兵兵, 湯艷, 王燦, 甘俊, 胡江華, 阮少陽, 陳圣云 申請人:荊州市江漢精細化工有限公司