專利名稱：一種乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制備方法背景技術(shù)乙烯基三甲氧基硅烷，美國聯(lián)碳公司牌號為A-171，是一種具有廣泛用途的硅烷偶聯(lián)劑。主要用于聚乙烯交聯(lián)劑，玻璃纖維增強(qiáng)塑料的玻纖表面處理，合成特種涂料，電子元器件的表面防潮處理，無機(jī)含硅填料的表面處理等。但由于乙烯基三甲氧基硅烷是單鏈節(jié)的物質(zhì)，沸點(diǎn)(約110℃)和閃點(diǎn)(約22℃)都比較低，因此在用于聚乙烯交聯(lián)劑，玻璃纖維增強(qiáng)塑料的玻纖表面處理時存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的就是乙烯基三甲氧基硅烷的沸點(diǎn)和閃點(diǎn)較低、在應(yīng)用過程中存在安全隱患的問題。
本發(fā)明在金屬催化劑存在條件下通過使乙烯基三甲氧基硅烷在酸性體系中水解縮聚得到一種具有較高的沸點(diǎn)和閃點(diǎn)的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物，具體包括如下步驟1)將乙烯基三甲氧基硅烷投入反應(yīng)器中，加入酸將其PH值調(diào)節(jié)至4～7之間；2)加入金屬催化劑，攪拌一段時間使其分散均勻，金屬催化劑的用量以純金屬計為10-1000ppm；3)滴加水在60-160℃下水解縮聚反應(yīng)6-12小時，反應(yīng)體系中水的總重量為乙烯基三甲氧基硅烷重量的0.05-0.15倍；4)蒸餾去除水解縮聚產(chǎn)生的副產(chǎn)品甲醇；5)加堿中和殘留的酸，并經(jīng)抽濾即制得。
本發(fā)明所用金屬催化劑為氧化銅、氧化鐵、氧化鋁；鹵化銅、鹵化鐵、鹵化鋁；氫氧化銅、氫氧化鐵、氫氧化鋁或及其混合物。催化劑用量以純金屬計為乙烯基三甲氧基硅烷的10ppm～1000ppm(重量)，以100ppm～900ppm(重量)為好。
本發(fā)明所用水為去離子水或蒸餾水，以去離子水為好。由于水解反應(yīng)為放熱反應(yīng)，為防止水解過程中放熱劇烈，可放慢滴加速度，另外可在去離子水中兌以甲醇稀釋后再滴加到反應(yīng)體系中。滴加時間控制在0.15～1.0h左右。
水解反應(yīng)溫度一般控制在60～160℃下進(jìn)行，以70～140℃為好。反應(yīng)時間為6～12h，以8～10h為好。反應(yīng)過程中，為保證反應(yīng)體系的純凈可用氮?dú)獗Ｗo(hù)。
本發(fā)明的反應(yīng)過程是在常壓下進(jìn)行，去除水解縮聚產(chǎn)生的副產(chǎn)品甲醇則需在-0.1MPa進(jìn)行。
本發(fā)明工藝簡單，易于實(shí)施。經(jīng)測試，由本發(fā)明制備的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的二十?dāng)z氏度密度約為1.1，沸點(diǎn)大于220攝氏度，二氧化硅含量約為54％，閃點(diǎn)約為87攝氏度，二十?dāng)z氏度粘度約為6里泊。由于其具有較高的沸點(diǎn)和閃點(diǎn)，故在應(yīng)用時具有更好的安全性和可操作性，并且由于其在使用過程中釋放出的醇比使用單鏈節(jié)乙烯基三甲氧基硅烷少得多，所以更具有環(huán)保性。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一于配有攪拌器、溫度計、出料管的500ml三口燒瓶中加入300g乙烯基三甲氧基硅烷，邊攪拌邊滴加鹽酸至PH值為5，然后加入0.03克氫氧化銅，攪拌10min使其充分混合。勻速滴加31克去離子水，15min內(nèi)滴加完畢。生成的甲醇在120℃條件下在-0.1MPa蒸餾除去。然后加入20g無水碳酸鈣中和殘余酸，充分?jǐn)嚢?0min后抽濾，收集濾液得產(chǎn)品，為略帶黃色透明液體，產(chǎn)率為92％。
實(shí)施例二于配有攪拌器、溫度計、出料管的500ml三口燒瓶中加入300g乙烯基三甲氧基硅烷，邊攪拌邊滴加冰乙酸至PH值為4，然后加入0.03克三氯化鋁，攪拌10min使其充分混合。勻速滴加43g去離子水，15min內(nèi)滴加完畢。生成的甲醇在110℃條件下在-0.1MPa蒸餾除去。然后加入20g無水碳酸鈣中和殘余酸，充分?jǐn)嚢?0min后抽濾，收集濾液得產(chǎn)品，為無色透明液體，產(chǎn)率為96％。
實(shí)施例三于配有攪拌器、溫度計、出料管的500ml三口燒瓶中加入300g乙烯基三甲氧基硅烷，邊攪拌邊滴加硫酸至PH值為6，然后加入0.03克氧化鐵，攪拌10min使其充分混合。氮?dú)獗Ｗo(hù)，勻速滴加44g蒸餾水，15min內(nèi)滴加完畢。生成的甲醇在110℃條件下在-0.1MPa蒸餾除去。然后加入30g無水碳酸鈣中和殘余酸，充分?jǐn)嚢?0min后抽濾，收集濾液得產(chǎn)品，為略帶黃色透明液體，產(chǎn)率為86％。
實(shí)施例四于配有攪拌器、溫度計、出料管的500ml三口燒瓶中加入300g乙烯基三甲氧基硅烷，邊攪拌邊滴加硫酸至PH值為4，然后加入0.03克氯化鐵，攪拌10min使其充分混合。氮?dú)獗Ｗo(hù)，勻速滴加43g子蒸餾水，15min內(nèi)滴加完畢。生成的甲醇在130℃條件下在-0.1MPa蒸餾除去。然后加入30g無水碳酸鈣中和殘余酸，充分?jǐn)嚢?0min后抽濾，收集濾液在160℃條件下-0.1MPa再次蒸餾得產(chǎn)品。為略帶黃色透明液體，產(chǎn)率為76％。
權(quán)利要求
1.一種乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)將乙烯基三甲氧基硅烷投入反應(yīng)器中，加入酸將其PH值調(diào)節(jié)至4～7之間；2)加入金屬催化劑，攪拌使其分散均勻，金屬催化劑的用量以純金屬計為10-1000ppm；3)滴加水在60-160℃下水解縮聚反應(yīng)6-12小時，反應(yīng)體系中水的總重量為乙烯基三甲氧基硅烷重量的0.05-0.15倍；4)蒸餾去除水解縮聚產(chǎn)生的副產(chǎn)品甲醇；5)加堿中和殘留的酸，并經(jīng)抽濾即制得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制備方法，其特征在于在滴加水之前在水中兌入甲醇進(jìn)行稀釋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制備方法，其特征在于所述的水為去離子水或蒸餾水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制備方法，其特征在于所述的酸是硫酸或鹽酸、冰乙酸、對甲基苯磺酸、十二烷基苯磺酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制備方法，其特征在于所述的金屬催化劑為氧化銅、氧化鐵、氧化鋁；鹵化銅、鹵化鐵、鹵化鋁；氫氧化銅、氫氧化鐵、氫氧化鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制備方法，其特征在于金屬催化劑的用量以純金屬計為100-900ppm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制備方法，其特征在于水解反應(yīng)的溫度為70-140℃，反應(yīng)時間為8-10小時。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制備方法，其特征在于水在反應(yīng)體系的總量為乙烯基三甲氧基硅烷重量的0.05-0.12倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制備方法，其特征在于水的滴加時間0.15～1.0小時。
全文摘要
一種乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制備方法，包括如下步驟1)將乙烯基三甲氧基硅烷投入反應(yīng)器中，加入酸將其pH值調(diào)節(jié)至4～7之間；2)加入金屬催化劑，攪拌使其分散均勻，金屬催化劑的用量以純金屬計為10－1000ppm；3)滴加水在60－160℃下水解縮聚反應(yīng)6－12小時，反應(yīng)體系中水的總重量為乙烯基三甲氧基硅烷重量的0.05－0.15倍；4)蒸餾去除水解縮聚產(chǎn)生的副產(chǎn)品甲醇；5)加堿中和殘留的酸，并經(jīng)抽濾即制得。本發(fā)明工藝簡單，易于實(shí)施。由本發(fā)明制備的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物由于具有較高的沸點(diǎn)和閃點(diǎn)，故在應(yīng)用時具有更好的安全性和可操作性，并且由于其在使用過程中釋放出的醇比使用單鏈節(jié)乙烯基三甲氧基硅烷少得多，所以更具有環(huán)保性。
文檔編號C07F7/02GK1769323SQ200510040539
公開日2006年5月10日 申請日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月16日
發(fā)明者陶再山, 李鐘寶, 祁擁軍 申請人:南京市化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計院有限公司