專(zhuān)利名稱(chēng)：一種γ-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)制劑制備領(lǐng)域，尤其是一種Y-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
Y-氯丙基三氯硅烷(Cl(CH2)3SiCl3)是硅烷偶聯(lián)劑中最基本的單體，以其為主要生產(chǎn)原料可以深加工生產(chǎn)幾十種高檔硅烷偶聯(lián)劑等產(chǎn)品，如Y-氯丙基三乙氧基硅烷、 Y -氯丙基三甲氧基硅烷、Y -氨丙基三乙氧基硅烷，牙科復(fù)合樹(shù)脂、有機(jī)硅抗菌整理劑、光學(xué)玻璃防霧劑等。硅烷偶聯(lián)劑主要應(yīng)用于玻璃纖維增強(qiáng)材料中和橡膠制品，可強(qiáng)化復(fù)合材料的物理功能，如強(qiáng)度、韌度、電性能、耐水、耐腐蝕性等；另外，還用作環(huán)氧、丁腈橡膠等粘接劑和聚氨酯、氯丁橡膠等密封劑中的增粘劑等。硅烷偶聯(lián)劑是繼有機(jī)硅三大產(chǎn)品-硅油、 硅橡膠、硅樹(shù)脂之后的第四大類(lèi)有機(jī)硅產(chǎn)品，其在有機(jī)硅工業(yè)中的地位日趨重要，已成為現(xiàn)代有機(jī)硅工業(yè)、有機(jī)高分子工業(yè)、復(fù)合材料工業(yè)以及相關(guān)高科技技術(shù)領(lǐng)域中必不可少的配套化學(xué)助劑，由于該產(chǎn)品不斷攀升，因此該產(chǎn)品具有很好的市場(chǎng)前景。自Y-氯丙基三氯硅烷實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外圍繞催化劑、優(yōu)化反應(yīng)條件、 降低成本、提高收率等熱點(diǎn)研究課題對(duì)該產(chǎn)品的合成研究一直沒(méi)有中斷過(guò)，盡管提出了多種有理論研究?jī)r(jià)值的工藝和方案，但就以三氯硅烷和氯丙烯為原料合成Y-氯丙基三氯硅烷而言，由工業(yè)化應(yīng)用價(jià)值的工藝方案并不多。硅氫加成反應(yīng)常以過(guò)渡金屬鉬的配合物為最有效對(duì)于均相催化劑可通過(guò)改變配位體來(lái)調(diào)節(jié)金屬活性中心的立體效應(yīng)或電子環(huán)境，從而改變其活性和選擇性。以前沿用比較成熟的Y -氯丙基三氯硅烷催化劑的配位體為氯鉬酸-異丙醇，三氯氫硅與氯丙酸發(fā)生加成反應(yīng)時(shí)，需要在60°C以上才起催化作用，這樣就要求低沸點(diǎn)的三氯氫硅必須過(guò)量，由于溫度過(guò)高，造成了副反應(yīng)的增多，因此該反應(yīng)收率在63% -65%之間，純度98%。據(jù)檢索，發(fā)現(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)CN1056881公開(kāi)了一種硅偶聯(lián)劑及硅偶聯(lián)劑中間體r_氯丙基三氯硅烷的制備工藝，該工藝是以三氯硅烷和氯丙烯為原料，以鉬、銠、鈀等化合物或絡(luò)合物作為催化劑，以吩噻嗪、二苯胺、苯二胺等作為助催化劑，一步合成r-氯丙基三氯硅烷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明可減少反應(yīng)副產(chǎn)物，使反應(yīng)收率達(dá)到70%以上。具體工藝為 以三氯硅烷和氯丙烯為原料，以鉬、銠、鈀化合物或絡(luò)合物作為催化劑，以吩噻嗪、二苯胺、 苯二胺作為助催化劑，一步合成r-氯丙基三氯硅烷的制備工藝，其特征在于回收套用了含有鉬、銠、鈀化合物或絡(luò)合物的催化劑的反應(yīng)蒸餾殘液，回收套用了主要成份為四氯化硅、 丙基三氯硅烷的反應(yīng)蒸餾前餾份。經(jīng)過(guò)比對(duì)，上述專(zhuān)利與本專(zhuān)利存在較大區(qū)別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種收率高、純度高、副反應(yīng)少的Y-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目的的技術(shù)方案如下一種Y -氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法，原料三氯硅烷和氯丙烯混合料在催化劑的作用下反應(yīng)生成Y-氯丙基三氯硅烷，其特征在于所述催化劑為氯鉬酸二乙烯基四甲基二硅氧烷的重量份數(shù)比為2 1。而且，所述催化劑的用量與三氯硅烷和氯丙烯重量之和的比為1 100-150。而且，所述三氯硅烷和氯丙烯的摩爾比為1 1。而且，所述三氯硅烷和氯丙烯混合料在催化劑的作用下反應(yīng)生成Y-氯丙基三氯硅烷的反應(yīng)溫度為常溫。而且，所述三氯硅烷和氯丙烯混合料的反應(yīng)速度為0. 4-0. 5L/min。而且，所述三氯硅烷和氯丙烯混合料在催化劑的作用下反應(yīng)生成Y-氯丙基三氯硅烷的反應(yīng)步驟如下在閉式搪瓷釜中內(nèi)充滿(mǎn)保護(hù)氣隊(duì)，加入催化劑，從高位罐中向搪瓷釜內(nèi)加入原料三氯硅烷和氯丙烯混合料，其中三氯硅烷和氯丙烯摩爾比為1 1，加入方式為從高位罐向搪瓷釜內(nèi)均勻滴加原料三氯硅烷和氯丙烯混合料，控制滴加速度，0. 4-0. 5L/min，再保持 2小時(shí)，停止反應(yīng)，降溫，待出料即可，所述催化劑的用量與三氯硅烷和氯丙烯重量之和的比為1 100-150重量比。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、本發(fā)明涉及的Y-氯丙基三氯硅烷(Cl(CH2)3SiCl3)的生產(chǎn)方法反應(yīng)，反應(yīng)的催化劑采用全新氯鉬酸配位體二乙烯基四甲基二硅氧烷(也可稱(chēng)為四甲基二乙烯基二硅氧烷)，該催化劑能在室溫條件下催化加成反應(yīng)發(fā)生，節(jié)省了加熱時(shí)使用的能量，減少能耗，同時(shí)降低了設(shè)備要求。2、本發(fā)明Y-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法，采用新的催化劑后，由于反應(yīng)溫度大幅降低至室溫，因此有效控制了副反應(yīng)的發(fā)生，增加了產(chǎn)物中目標(biāo)產(chǎn)品的純度，降低了提純成本。3、本發(fā)明Y-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法反應(yīng)溫度降低，減少了沸點(diǎn)較低的三氯氫硅的用量，氯丙烯三氯硅烷的摩爾比由原來(lái)的1 1.025節(jié)省到為1 1，有效節(jié)省了原料，節(jié)省了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，下述實(shí)施例是說(shuō)明性的，不是限定性的， 不能以下述實(shí)施例來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1一種Y -氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法，步驟如下
反應(yīng)式如下HSiCl3+ClCH2CH=CH2--- Cl(CH2)3SiCl3使用的催化劑為氯鉬酸二乙烯基四甲基二硅氧烷=2 1(重量份數(shù)比)，使用時(shí)將氯鉬酸和二乙烯基四甲基二硅氧烷混合均勻即可。反應(yīng)步驟如下
在三個(gè)600L或六個(gè)300L閉式搪瓷釜中內(nèi)充滿(mǎn)保護(hù)氣隊(duì)，加入催化劑10g，從高位罐中向9個(gè)搪瓷釜內(nèi)均分加入原料三氯硅烷和氯丙烯混合料1500L，其中三氯硅烷和氯丙烯摩爾比為1 1，加入方式為從高位罐向搪瓷釜內(nèi)均勻滴加原料三氯硅烷和氯丙烯混合料，控制滴加速度(通過(guò)IOmm加料管上的調(diào)節(jié)閥)，14-16小時(shí)滴完(0. 4-0. 5L/min)，再保持2小時(shí)，停止反應(yīng)，降溫，待出料即可。實(shí)施例2一種Y -氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法，步驟如下
反應(yīng)式如下HSiCl3+ClCH2CH=CH2--- Cl(CH2)3SiCl3使用的催化劑為氯鉬酸二乙烯基四甲基二硅氧烷=2 1(重量份數(shù)比)，使用時(shí)將氯鉬酸和二乙烯基四甲基二硅氧烷混合均勻即可。反應(yīng)步驟如下在三個(gè)個(gè)600L或六個(gè)300L閉式搪瓷釜中內(nèi)充滿(mǎn)保護(hù)氣隊(duì)，加入催化劑15g，從高位罐中向搪瓷釜內(nèi)加入原料三氯硅烷和氯丙烯混合料1500L，其中三氯硅烷和氯丙烯摩爾比為1 1，加入方式為從高位罐向搪瓷釜內(nèi)均勻滴加原料三氯硅烷和氯丙烯混合料，控制滴加速度(通過(guò)IOmm加料管上的調(diào)節(jié)閥)，14-16小時(shí)滴完(0. 4-0. 5L/min)，再保持2小時(shí)，停止反應(yīng)，降溫，待出料即可。簡(jiǎn)述Y-氯丙基三氯硅烷的純化方法為在120度條件下減壓蒸餾即可，均為現(xiàn)有技術(shù)。經(jīng)檢測(cè)和計(jì)算得出，上述兩實(shí)施例的Y -氯丙基三氯硅烷的收率在65% -67%之間，純度為99%。本方法安全相關(guān)問(wèn)題1、所用原料洗易燃易爆物品，其中三氯硅烷沸點(diǎn)31. 8°C，閉口閃點(diǎn)-14°C，與空氣混合的爆限6. 9-70%，氯丙烯沸點(diǎn)45°C，閉口閃點(diǎn)-31. 7V，自燃點(diǎn)39°C，反應(yīng)產(chǎn)物非易燃物。2、本反應(yīng)放熱，理論上滴加的越快，內(nèi)溫上升越快。3、本發(fā)明滴加管設(shè)定的口徑較小(IOmm)，即使破壞性快滴其進(jìn)料量也有限。4、本反應(yīng)常壓反應(yīng)，不會(huì)產(chǎn)生正壓，系統(tǒng)有N2保護(hù)，無(wú)氧。5、本反應(yīng)有可燃?xì)怏w超標(biāo)報(bào)警器且車(chē)間內(nèi)難以出現(xiàn)明火。6、本反應(yīng)裝有超溫聲光報(bào)警器。
權(quán)利要求
1.一種Y-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法，原料三氯硅烷和氯丙烯混合料在催化劑的作用下反應(yīng)生成Y-氯丙基三氯硅烷，其特征在于所述催化劑為氯鉬酸二乙烯基四甲基二硅氧烷的重量份數(shù)比為2 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Y-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法，其特征在于所述催化劑的用量與三氯硅烷和氯丙烯重量之和的比為1 100-150。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Y-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法，其特征在于所述三氯硅烷和氯丙烯的摩爾比為1 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Y-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法，其特征在于所述三氯硅烷和氯丙烯混合料在催化劑的作用下反應(yīng)生成Y-氯丙基三氯硅烷的反應(yīng)溫度為常溫。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Y-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法，其特征在于所述三氯硅烷和氯丙烯混合料的反應(yīng)速度為0. 4-0. 5L/min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Y-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法，其特征在于所述三氯硅烷和氯丙烯混合料在催化劑的作用下反應(yīng)生成Y-氯丙基三氯硅烷的反應(yīng)步驟如下在閉式搪瓷釜中內(nèi)充滿(mǎn)保護(hù)氣隊(duì)，加入催化劑，從高位罐中向搪瓷釜內(nèi)加入原料三氯硅烷和氯丙烯混合料，其中三氯硅烷和氯丙烯摩爾比為1 1，加入方式為從高位罐向搪瓷釜內(nèi)均勻滴加原料三氯硅烷和氯丙烯混合料，控制滴加速度，0. 4-0. 5L/min，再保持2小時(shí)，停止反應(yīng)，降溫，待出料即可，所述催化劑的用量與三氯硅烷和氯丙烯重量之和的比為1 100-150重量比。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種γ-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法，原料三氯硅烷和氯丙烯混合料在催化劑的作用下反應(yīng)生成γ-氯丙基三氯硅烷，所述催化劑為氯鉑酸∶二乙烯基四甲基二硅氧烷的重量份數(shù)比為2∶1。所述催化劑的用量與三氯硅烷和氯丙烯重量之和的比為1∶100-150。所述三氯硅烷和氯丙烯的摩爾比為1∶1。本發(fā)明涉及的γ-氯丙基三氯硅烷(Cl(CH2)3SiCl3)的生產(chǎn)方法反應(yīng)，反應(yīng)的催化劑采用全新氯鉑酸配位體二乙烯基四甲基二硅氧烷(也可稱(chēng)為四甲基二乙烯基二硅氧烷)，該催化劑能在室溫條件下催化加成反應(yīng)發(fā)生，節(jié)省了加熱時(shí)使用的能量，減少能耗，同時(shí)降低了設(shè)備要求。
文檔編號(hào)C07F7/12GK102321111SQ201110191579
公開(kāi)日2012年1月18日 申請(qǐng)日期2011年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月10日
發(fā)明者陳俊鋼 申請(qǐng)人:天津市圣濱化工有限公司