丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到以丙烯酸鹽和氯丙基三烷氧基硅烷為原料，生產(chǎn)出丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]丙烯酰氧基類硅烷偶聯(lián)劑是應(yīng)用最為廣泛的硅烷偶聯(lián)劑之一，將其用于不飽和聚酯復(fù)合材料中，可以提高材料的機(jī)械性能、電氣性能、透光性能，特別是能大幅度提高復(fù)合材料的濕態(tài)性能；與醋酸乙烯和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯單體共聚，所得聚合物廣泛用于涂料、膠黏劑和密封劑中，能提供優(yōu)異的粘接性能和耐久性；除此之外，丙烯酰氧基類硅烷偶聯(lián)劑還可被用作玻纖浸潤劑，可提高玻纖增強(qiáng)復(fù)合材料濕態(tài)的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能，在電線電纜行業(yè)中用該硅烷偶聯(lián)劑處理陶土填充過氧化物交聯(lián)的EPDM體系，能改善消耗因子及比電感容抗。
[0003]目前合成丙烯酰氧基類硅烷偶聯(lián)劑的工藝有多種，例如縮合法(丙烯酸鹽與氯丙基烷氧基硅烷縮合)、加成法(丙烯酸烯丙酯與烷氧基氫硅烷加成)等，而縮合法又可細(xì)分為有溶劑法與無溶劑法。然則就國內(nèi)現(xiàn)狀而言，有溶劑法已經(jīng)逐漸被淘汰，而加成法雖工序簡單且無固體廢棄物鹽生成，但國內(nèi)技術(shù)遠(yuǎn)未做至穩(wěn)定的地步，所以，無溶劑的縮合法即成為國內(nèi)硅烷偶聯(lián)劑廠家采取的主流生產(chǎn)技術(shù)。
[0004]在無溶劑縮合法中，目前主要存在產(chǎn)品收率和產(chǎn)品純度不高、反應(yīng)過程風(fēng)險(xiǎn)偏高等缺陷。如何提高收率、品質(zhì)，降低聚合風(fēng)險(xiǎn)，是每個(gè)生產(chǎn)商都必須解決的重要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種產(chǎn)品收率和產(chǎn)品純度較高、反應(yīng)過程風(fēng)險(xiǎn)較小的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的生產(chǎn)方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案。
[0007]所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法，包括以下步驟:⑴預(yù)先投入丙烯酸鹽，再將原料氯丙基三烷氧基硅烷吸入反應(yīng)釜中；⑵加入相轉(zhuǎn)移催化劑、阻聚劑A ;(3)在10(Tl4(rC攪拌反應(yīng)#)待反應(yīng)完全后，將釜溫冷卻至常溫后放料、然后用離心機(jī)進(jìn)行固液分離、得濾液；(5)離心得到的濾液投入精餾，加入阻聚劑B，收集負(fù)壓下的餾分即得產(chǎn)品丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷；所述的相轉(zhuǎn)移催化劑為四丁基溴化胺、四丁基氯化磷、四丁基硫酸銨、四丁基碘化胺、四苯基氯化磷、三辛基甲基氯化銨、三苯基乙基溴化磷中的一種；所述的阻聚劑A為對(duì)苯二酚、2，6- 二叔丁基-4-甲酚、氫醌單甲醚、吩噻嗪、4-羥基-2，2，6，6-四甲等哌啶-1氧自由基、4- (2-氨乙基)酚中的一種或兩種組合；所述的阻聚劑B為對(duì)苯二酚、2，6- 二叔丁基-4-甲酚、氫醌單甲醚、吩噻嗪、4-羥基-2，2，6，6-四甲等哌啶-1氧自由基、4- (2-氨乙基)酚中的一種。
[0008]進(jìn)一步地，前述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法，其中:步驟⑴中氯丙基三烷氧基硅烷的實(shí)際投料質(zhì)量為理論量的909Γ98%。所述的理論量為氯丙基三烷氧基硅烷與等摩爾丙烯酸鹽反應(yīng)所需的質(zhì)量。
[0009]進(jìn)一步地，前述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法，其中:丙烯酸鹽為丙烯酸鉀和丙烯酸鈉中的一種，丙烯酸鹽的水分含量50(T5000ppm，氯丙基三烷氧基硅烷為氯丙基二甲氧基娃燒、氯丙基二乙氧基娃燒和氯丙基二異丙氧基娃燒中的一種。
[0010]進(jìn)一步地，前述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法，其中:步驟⑵中每種阻聚劑A的投料質(zhì)量為丙烯酸鹽和氯丙基三烷氧基硅烷總質(zhì)量的0.19Tl%。
[0011]進(jìn)一步地，前述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法，其中:步驟⑵中催化劑的投料質(zhì)量為丙烯酸鹽和氯丙基三烷氧基硅烷總質(zhì)量的0.29Γ2%。
[0012]進(jìn)一步地，前述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法，其中:步驟⑶中的反應(yīng)時(shí)間為3飛小時(shí)。
[0013]進(jìn)一步地，如述的丙稀酸氧基丙基二燒氧基娃燒的制備方法，其中:精懼時(shí)加入的阻聚劑B的用量為所投濾液總質(zhì)量的0.19Tl%。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:在縮合反應(yīng)過程中使用相轉(zhuǎn)移催化劑和阻聚劑Α，在精餾過程中也采用了阻聚技術(shù)，這樣大大提高了合成效率和產(chǎn)品純度，降低了聚合風(fēng)險(xiǎn)，使產(chǎn)品純度達(dá)98%以上，收率達(dá)83%以上，同時(shí)還獲得了低能耗、低排放的綜合社會(huì)效益。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的生產(chǎn)方法作進(jìn)一步的說明。
[0016]實(shí)施例1。
[0017]向反應(yīng)爸中投入已干燥好的(水分含量1255ppm)丙烯酸鉀1100kg,真空吸入氯丙基三甲氧基硅烷1790kg，再投入對(duì)苯二酚和2，6- 二叔丁基-4-甲酚各5.78kg，四丁基溴化銨12.6kg，攪拌升溫，在11(T13(TC反應(yīng)3小時(shí)后取樣，結(jié)果顯示氯丙基三甲氧基硅烷的含量為0.23%,可認(rèn)為反應(yīng)完全。將反應(yīng)液通過離心機(jī)固液分離，收得氯化鉀濾洛943kg,丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷反應(yīng)液1951kg。
[0018]將反應(yīng)液投入精餾塔精餾，同時(shí)投入氫醌單甲醚4kg，采去低沸和前餾后，收集釜溫13(Tl80°C餾分即為成品，本次生產(chǎn)共收集到純度98%以上成品1645kg，產(chǎn)生低沸和釜料共204kg，精餾收率為84.3%，氯丙基三甲氧基硅烷的噸消耗約為1.09。
[0019]實(shí)施例2。
[0020]向反應(yīng)爸中投入已干燥好的(水分含量816ppm)丙烯酸鈉940kg,真空吸入氯丙基三甲氧基硅烷1800kg，再投入對(duì)苯二酚和4- (2-氨乙基)酚各6.96kg，四丁基氯化磷14.8kg，攪拌升溫，在12(T140°C反應(yīng)3小時(shí)后取樣，結(jié)果顯示氯丙基三甲氧基硅烷的含量為0.21%，可認(rèn)為反應(yīng)完全。將反應(yīng)液通過離心機(jī)固液分離，收得氯化鈉濾渣766kg，丙烯酰氧基丙基二甲氧基娃燒反應(yīng)液1965kg。
[0021]將反應(yīng)液投入精餾塔精餾，同時(shí)投入4- (2-氨乙基)酚5kg，采去低沸和前餾后，收集釜溫13(Tl80°C餾分即為成品，本次生產(chǎn)共收集到純度98%以上成品1651kg，產(chǎn)生低沸和釜料共191kg，精餾收率為84.02%，氯丙基三甲氧基硅烷的噸消耗約為1.09。
[0022]實(shí)施例3。
[0023]向反應(yīng)爸中投入已干燥好的(水分含量816ppm)丙烯酸鈉940kg,真空吸入氯丙基三乙氧基娃燒2280kg,再投入氫醌單甲醚和吩噻嗪各6.4kg,四丁基硫酸銨16.1kg,攪拌升溫，在11(T140°C反應(yīng)3小時(shí)后取樣，結(jié)果顯示氯丙基三乙氧基硅烷的含量為0.28%，可認(rèn)為反應(yīng)完全。將反應(yīng)液通過離心機(jī)固液分離，收得氯化鈉濾渣763kg，丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷反應(yīng)液2456kg。
[0024]將反應(yīng)液投入精餾塔精餾，同時(shí)投入對(duì)苯二酚6kg，采去低沸和前餾后，收集釜溫13(Tl80°C餾分即為成品，本次生產(chǎn)共收集到純度98%以上成品2068.7kg，產(chǎn)生低沸和釜料共248kg，精餾收率為84.23%，氯丙基三乙氧基硅烷的噸消耗約為1.1。
[0025]實(shí)施例4。
[0026]向反應(yīng)爸中投入已干燥好的(水分含量1255ppm)丙烯酸鉀1100kg,真空吸入氯丙基三異丙氧基娃燒2684kg,再投入吩噻嗪和對(duì)苯二酹各16.5kg,四丁基硫酸銨33kg,攪拌升溫，在11(T130°C反應(yīng)3小時(shí)后取樣，結(jié)果顯示氯丙基三異丙氧基硅烷的含量為0.31%，可認(rèn)為反應(yīng)完全。將反應(yīng)液通過離心機(jī)固液分離，收得氯化鉀濾渣1231kg，丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷反應(yīng)液2556kg。
[0027]將反應(yīng)液投入精餾塔精餾，同時(shí)投入吩噻嗪8kg，采去低沸和前餾后，收集釜溫13(Tl80°C餾分即為成品，本次生產(chǎn)共收集到純度98%以上成品2138kg，產(chǎn)生低沸和釜料共248kg，精餾收率為83.64%，氯丙基三異丙氧基硅烷的噸消耗約為1.26。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法，其特征在于:包括以下步驟:⑴預(yù)先投入丙烯酸鹽，再將原料氯丙基三烷氧基硅烷吸入反應(yīng)釜中#)加入相轉(zhuǎn)移催化劑、阻聚劑A ;⑶在10(Tl4(rC攪拌反應(yīng)#)待反應(yīng)完全后，將釜溫冷卻至常溫后放料、然后用離心機(jī)進(jìn)行固液分離、得濾液；(5)離心得到的濾液投入精餾，加入阻聚劑B，收集負(fù)壓下的餾分即得產(chǎn)品丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷；所述的相轉(zhuǎn)移催化劑為四丁基溴化胺、四丁基氯化磷、四丁基硫酸銨、四丁基碘化胺、四苯基氯化磷、三辛基甲基氯化銨、三苯基乙基溴化磷中的一種；所述的阻聚劑A為對(duì)苯二酚、2，6-二叔丁基-4-甲酚、氫醌單甲醚、吩噻嗪、4-羥基-2，2，6，6-四甲等哌啶-1氧自由基、4- (2-氨乙基)酚中的一種或兩種組合；所述的阻聚劑B為對(duì)苯二酚、2，6- 二叔丁基-4-甲酚、氫醌單甲醚、吩噻嗪、4-羥基-2，2，6，6-四甲等哌啶-1氧自由基、4- (2-氨乙基)酚中的一種。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法，其特征在于:步驟⑴中氯丙基三烷氧基硅烷的實(shí)際投料質(zhì)量為理論量的909Γ98%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法，其特征在于:丙烯酸鹽為丙烯酸鉀和丙烯酸鈉中的一種，丙烯酸鹽的水分含量50(T5000ppm，氯丙基三烷氧基娃燒為氯丙基二甲氧基娃燒、氯丙基二乙氧基娃燒和氯丙基二異丙氧基娃燒中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法，其特征在于:步驟⑵中每種阻聚劑A的投料質(zhì)量為丙烯酸鹽和氯丙基三烷氧基硅烷總質(zhì)量的0.1%?1%。5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法，其特征在于:步驟⑵中催化劑的投料質(zhì)量為丙烯酸鹽和氯丙基三烷氧基硅烷總質(zhì)量的0.29Γ2%。6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法，其特征在于:步驟⑶中的反應(yīng)時(shí)間為3飛小時(shí)。7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法，其特征在于:精餾時(shí)加入的阻聚劑B的用量為所投濾液總質(zhì)量的0.19Tl%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制備方法，包括以下步驟：⑴預(yù)先投入丙烯酸鹽，再將原料氯丙基三烷氧基硅烷吸入反應(yīng)釜中；⑵投入相轉(zhuǎn)移催化劑、阻聚劑A；⑶在100~140℃攪拌反應(yīng)3~6小時(shí)；⑷待反應(yīng)完全后，將釜溫冷卻至常溫后放料離心；⑸離心出的濾液投入精餾，加入阻聚劑B，收集負(fù)壓下的餾分即得高純丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷。本發(fā)明的有益效果是：在縮合反應(yīng)過程中使用相轉(zhuǎn)移催化劑和阻聚劑A，在精餾過程中也采用了阻聚技術(shù)，這樣大大提高了合成效率和產(chǎn)品純度，降低了聚合風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還獲得了低能耗、低排放的綜合社會(huì)效益。
【IPC分類】C07F7/18
【公開號(hào)】CN104926853
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410099940
【發(fā)明人】劉磊, 劉祖鋒, 岳立, 戴建才, 陳曉華, 舒亞飛, 方劍慧
【申請(qǐng)人】張家港市國泰華榮化工新材料有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2014年3月19日