一種丙基三異丙烯氧基硅烷的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種丙基三異丙烯氧基硅烷的制備方法，屬精細化工技術領域。
【背景技術】
[0002] 丙基三異丙烯氧基硅烷是一種交聯(lián)劑，主要應用于單組分室溫硫化硅橡膠(RTV-1)中，其是縮合型液體硅橡膠的主要產(chǎn)品之一，自20世紀60年代問世以來，因具有室溫下無 需加熱即可硫化的特點，迅速成為有機硅產(chǎn)品的一個重要組成部分。根據(jù)硫化時產(chǎn)生的副 產(chǎn)物，RTV-1硅橡膠可分為脫醇型、脫羧型、脫酮肟型、脫胺型、脫酰胺型以及脫丙酮型等。這 幾類RTV-1硅橡膠的共同特點是混合均勻的膠料擠出后，在常溫常壓下遇濕氣即可硫化為 彈性體，使用特別方便；同時，其黏度及流變性很少受溫度的影響，硫化時不吸熱、不放熱， 并可以通過根據(jù)要求配成無色透明或任意顏色的產(chǎn)品。其中，脫醇型硅橡膠的貯存穩(wěn)定性 低、硫化速度慢、粘接性能差等缺點嚴重影響了其發(fā)展;脫酸型硅橡膠雖然耐熱性優(yōu)于脫醇 型硅橡膠，但存在一定的腐蝕性及刺鼻的氣味，使其應用受到一定限制;脫酮肟型硅橡膠的 耐熱性優(yōu)于脫醇型硅橡膠，但其粘接性能不如脫酸型硅橡膠;脫胺型硅橡膠雖然硫化速度 快，但存在胺味、毒性、腐蝕性及容易泛黃性等缺點;脫酰胺型硅橡膠無毒無味，粘接性能中 等，但硫化后產(chǎn)品的模量較低。而脫丙酮型硅橡膠具有使用安全、無腐蝕性、耐熱性好、貯存 穩(wěn)定、不但硫化速度快且容易硫化完全等優(yōu)點，應用范圍較廣;但由于目前其異丙烯氧基硅 烷交聯(lián)劑的合成工藝較復雜，成本較高，導致產(chǎn)品價格較貴，故尚未大量使用。
[0003] 因此，一般認為，脫丙酮型RTV-1硅橡膠生產(chǎn)的關鍵是交聯(lián)劑異丙烯氧基硅烷的制 備。異丙烯氧基硅烷的通式如下所示： RnSi(0CCH3=CH2)4-n 式中，R為氫基、烷基、芳基、鏈烯基等;η為0-3。它們多由相應的硅官能有機硅烷轉(zhuǎn)化 而制備得到。
[0004] 從資料的報道來看，異丙烯氧基硅烷的合成方法為氯硅烷與丙酮在氯化氫吸收 劑、催化劑作用下反應而得，反應方程式如下：
大多數(shù)合成方法中的催化劑選擇為氯化亞銅或金屬碳酸鹽等，鹽酸吸附劑為三乙胺， 上述合成方法的主要問題為反應時間長，一般需要20h以上，即使在高壓條件下也需要16h， 另外，副產(chǎn)物三乙胺鹽酸鹽亦不好過濾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于:針對目前異丙烯氧基硅烷合成工藝存在的諸多不足，提供一 種既能克服現(xiàn)有制備工藝的不足，又能適合工業(yè)化批量生產(chǎn)的丙基三異丙烯氧基硅烷的制 備方法。
[0006] 本發(fā)明的技術方案是： 一種丙基三異丙烯氧基硅烷的制備方法，其特征在于:它包括以下步驟： 1) 、在連接有磁力攪拌、球型冷凝管、氮氣導氣管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中，加入丙 酮、三氯化鈀、六次甲基四胺、原甲酸三甲酯； 2) 、在恒壓滴液漏斗加入丙基三氯硅烷，接通氮氣，在100~120轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫 至70~90°C，滴加恒壓漏斗中的丙基三氯硅烷，丙基三氯硅烷滴加時間為6小時； 3 )、丙基三氯硅烷滴加完畢后，保持70~90°C的溫度反應2h，反應全程通氮氣保護，反應 壓力為常壓;反應完畢后得丙基三異丙烯氧基硅烷粗品； 4) 、將丙基三異丙烯氧基硅烷粗品降溫至20°C以下，然后在氮氣的保護下，將副生成的 六次甲基四胺鹽酸鹽經(jīng)過濾去除得到透明濾液； 5) 、將透明濾液先在壓力-O.OSMPa、溫度0-100°C條件下進行減壓蒸餾，回收原甲酸三 甲酯及過量丙酮，然后在壓力_〇.〇95MPa、溫度100-130°C條件下進行減壓蒸餾，收集到的無 色透明液體即為丙基三異丙烯氧基硅烷產(chǎn)品成品。
[0007] 所述的氯化鈀加入量為丙基三氯硅烷投料量的0.0002%~0.0005%。
[0008]本發(fā)明的反應方程式如下：
本發(fā)明的有益效果為： 本發(fā)明以丙基三氯硅烷和丙酮為原料，六次甲基四胺為鹽酸吸附劑，氯化鈀為催化劑， 原甲酸三甲酯為除水劑合成丙基三異丙烯氧基硅烷產(chǎn)品，催化劑加入量為丙基三氯硅烷投 料量的0.0002%~0.0005%，丙基三氯硅烷在6h時間內(nèi)滴入丙酮中反應，反應溫度控制在70~ 90 °C之間，丙基三氯硅烷滴加完畢后保持該溫度反應2h后，降溫至20°C以下，過濾分離出六 次甲基四胺鹽酸鹽，得到透明濾液，然后將透明濾液在壓力-〇.〇8MPa、溫度0-100°C條件下 進行減壓蒸餾，回收除水劑及過量丙酮，繼續(xù)在壓力_〇.〇95MPa、溫度100-130°C條件下進行 減壓蒸餾，得到丙基三異丙烯氧基硅烷產(chǎn)品，產(chǎn)品檢測含量2 98.5%，游離氯<30ppm，質(zhì)量 收率（以丙基三氯硅烷投料量計算）2 110%，本發(fā)明克服現(xiàn)有制備工藝的不足，又能適合工 業(yè)化批量生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0009] 實施例1: 在連接有磁力攪拌、球型冷凝管、氮氣導氣管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中，加入232g (4mol)丙酮、0.0004g三氯化鈀、105g(0.75mol)六次甲基四胺、2g原甲酸三甲酯，在恒壓滴 液漏斗加入177.5g(lmol)丙基三氯硅烷，接通氮氣，在100轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫至80 °C， 滴加恒壓漏斗中的丙基三氯硅烷，6小時滴加完畢，丙基三氯硅烷滴加完畢后，保持該溫度 反應2h，反應全程通氮氣保護，反應壓力為常壓，反應完畢后得丙基三異丙烯氧基硅烷粗 品，將丙基三異丙烯氧基硅烷粗品降溫至20°C以下，然后在氮氣的保護下，將副生成的六次 甲基四胺鹽酸鹽經(jīng)過濾去除得到透明濾液，最后將透明濾液先在壓力-〇.〇8MPa、溫度0-100 °C條件下進行減壓蒸餾，回收原甲酸三甲酯及過量丙酮，再在壓力_0.095MPa、溫度100-130 °C條件下進行減壓蒸餾，收集到的無色透明液體即為丙基三異丙烯氧基硅烷產(chǎn)品201g，產(chǎn) 品含量:98.6%，游離氯:8ppm，質(zhì)量收率:113.2%。
[0010] 實施例2: 在連接有磁力攪拌、球型冷凝管、氮氣導氣管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中，加入812g (14mo 1)丙酮、0.003g三氯化鈀、420g( 3mo 1)六次甲基四胺、6g原甲酸三甲酯，在恒壓滴液漏 斗加入710g(4mol)丙基三氯硅烷，接通氮氣，在120轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫至90°C，滴加恒 壓漏斗中的丙基三氯硅烷，6小時滴加完畢，丙基三氯硅烷滴加完畢后，保持該溫度反應2h， 反應全程通氮氣保護，反應壓力為常壓，反應完畢后得丙基三異丙烯氧基硅烷粗品，將丙基 三異丙烯氧基硅烷粗品降溫至20°C以下，然后在氮氣的保護下，將副生成的六次甲基四胺 鹽酸鹽經(jīng)過濾去除得到透明濾液，最后將透明濾液先在壓力-O.OSMPa、溫度0-100°C條件下 進行減壓蒸餾，回收原甲酸三甲酯及過量丙酮，再在壓力_〇.〇95MPa、溫度100-130°C條件下 進行減壓蒸餾，收集到的無色透明液體即為丙基三異丙烯氧基硅烷產(chǎn)品854g，產(chǎn)品含量： 98.7%，游離氯:9ppm，質(zhì)量收率:120.3%。
[0011] 實施例3: 在連接有磁力攪拌、球型冷凝管、氮氣導氣管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中，加入1914g (33mol)丙酮、0.006g三氯化鈀、1050g(7.5mol)六次甲基四胺、18g原甲酸三甲酯，在恒壓滴 液漏斗加入1775g(10mol)丙基三氯硅烷，接通氮氣，在110轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫至85°C， 滴加恒壓漏斗中的丙基三氯硅烷，6小時滴加完畢，丙基三氯硅烷滴加完畢后，保持該溫度 反應2h，反應全程通氮氣保護，反應壓力為常壓，反應完畢后得丙基三異丙烯氧基硅烷粗 品，將丙基三異丙烯氧基硅烷粗品降溫至20°C以下，然后在氮氣的保護下，將副生成的六次 甲基四胺鹽酸鹽經(jīng)過濾去除得到透明濾液，最后將透明濾液先在壓力-〇.〇8MPa、溫度0-100 °C條件下進行減壓蒸餾，回收原甲酸三甲酯及過量丙酮，再在壓力_0.095MPa、溫度100-130 °C條件下進行減壓蒸餾，收集到的無色透明液體即為丙基三異丙烯氧基硅烷產(chǎn)品2107g，產(chǎn) 品含量:98.9%，游離氯:4ppm，質(zhì)量收率:118.7%。
【主權項】
1. 一種丙基三異丙烯氧基硅烷的制備方法，其特征在于:它包括以下步驟： 1) 、在連接有磁力攪拌、球型冷凝管、氮氣導氣管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中，加入丙 酮、三氯化鈀、六次甲基四胺、原甲酸三甲酯； 2) 、在恒壓滴液漏斗加入丙基三氯硅烷，接通氮氣，在100~120轉(zhuǎn)/分的攪拌速度下升溫 至70~90°C，滴加恒壓漏斗中的丙基三氯硅烷，丙基三氯硅烷滴加時間為6小時； 3 )、丙基三氯硅烷滴加完畢后，保持70~90°C的溫度反應2h，反應全程通氮氣保護，反應 壓力為常壓;反應完畢后得丙基三異丙烯氧基硅烷粗品； 4) 、將丙基三異丙烯氧基硅烷粗品降溫至20°C以下，然后在氮氣的保護下，將副生成的 六次甲基四胺鹽酸鹽經(jīng)過濾去除得到透明濾液； 5) 、將透明濾液先在壓力-O.OSMPa、溫度0-100°C條件下進行減壓蒸餾，回收原甲酸三 甲酯及過量丙酮，然后在壓力_〇.〇95MPa、溫度100-130°C條件下進行減壓蒸餾，收集到的無 色透明液體即為丙基三異丙烯氧基硅烷產(chǎn)品成品； 所述的氯化鈀加入量為丙基三氯硅烷投料量的〇. 0002%-0.0005%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種丙基三異丙烯氧基硅烷的制備方法，屬精細化工技術領域，本發(fā)明以丙基三氯硅烷和丙酮為原料，六次甲基四胺為鹽酸吸附劑，氯化鈀為催化劑，原甲酸三甲酯為除水劑，在70℃-90℃溫度范圍內(nèi)反應，合成含有丙基三異丙烯氧基硅烷反應物，再經(jīng)過過濾、減壓蒸餾得到丙基三異丙烯氧基硅烷產(chǎn)品，本發(fā)明工藝簡單，反應效率高，可適合工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，與現(xiàn)有異丙烯氧基硅烷制備方法相比縮短了反應時間，提高反應效率，另外，除水劑的使用，減少了副反應的發(fā)生，提高了產(chǎn)品質(zhì)量收率。
【IPC分類】C07F7/20, C07F7/18
【公開號】CN105601660
【申請?zhí)枴緾N201610144266
【發(fā)明人】劉明鋒, 吳兵兵, 陳圣云, 甘俊, 甘書官
【申請人】荊州市江漢精細化工有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年3月15日