[发明专利]从醇－硅直接合成法的溶剂中除去溶解的硅酸酯

说明书

发明领域

本发明涉及从用于烷氧基硅烷的淤浆相直接合成的溶剂中除去溶解的硅烷、硅氧烷和硅酸酯。从而使溶剂得以补救并使溶剂适于在所述直接合成法中再使用。更具体地说，本发明公开了利用相容性溶剂和水与溶解的硅烷、硅氧烷和硅酸酯相反应以形成可过滤的沉淀和可再使用的溶剂。

发明背景

三烷氧基硅烷特别是三甲氧基硅烷和三乙氧基硅烷常用来制备硅烷偶联剂。合成三烷氧基硅烷的一种方法是直接由硅与醇来合成。该方法在技术上称为直接合成、直接反应、直接工艺或Rochow反应。

对于三烷氧基硅烷来说，直接合成法在淤浆反应器中实施最为方便。在直接合成三烷氧基硅烷的淤浆反应器中，经催化活化的硅微粒是保持在惰性高沸点溶剂中的悬浮液并在高温下使其与醇反应。这类反应已公开在美国专利3641077，3775457，4727173，4761492，4762939，4999446，5084590，5103034，5362897，5527937及共同未决的美国专利申请08/728228和08/729266，以及日本专利公开Tokkyo koho 55-28928(1980)，55-28929(1980)，55-76891(1980)，57-108094(1982)和62-96433(1987)，06-306083(1994)，所有这些专利都已列入本文供参考。上述专利中公开的溶剂在活化和反应条件下不会分解。优选的实例是标准沸点高于约250℃，在高温下稳定的、通常用作热交换介质的有机溶剂。满足这些要求的溶剂包括商品THERMINOL^59、THERMINOL^60、THERMINOL^66、DOWTHERM^HT、MARLOTHERM^S、MARLOTHERM^L以及二苯醚、联苯，三联苯，烷基化苯，烷基化联苯和烷基化三联苯。

四烷氧基硅烷(也叫做硅酸烷基酯、原硅酸酯、和烷氧化硅)是以淤浆相直接合成法制备的，其中溶剂常常是产物本身。催化剂可以是铜或铜化合物，但通常是碱或碱金属的高沸点醇盐。这类方法已公开在美国专利3627807、3803197、4113761、4288604和4323690中，这些专利已列入本文供参考。

在三烷氧基硅烷直接合成过程中，副产物(如硅酸烷基酯)在溶剂中的积累会使体系的粘度升高；使催化剂的活性下降，还会使反应淤浆产生泡沫。这些影响会限制溶剂的长期使用，因此需要对其进行处理或补救。R.J.Ayen等人在“Better Ceramics Through Chemistry II”(C.J.Brinker，D.E.Clark and D.R.Ulrich，Editors，MaterialsResearch Society Pittsburgh，PA，1986，PP，801-808)中证实了在制造四乙氧基硅烷时这一问题的存在，但他们没有公开溶剂或淤浆的处理或回收的具体方法。美国专利5166384公开了采用硼酸酯和碱金属醇盐来沉淀残留物质和使溶剂再利用。共同未决的美国专利申请09/054027公开了羧酸在溶剂的补救与再利用中的用途。

本申请书中任何地方提及的所有美国专利和美国专利申请以及其它公开文件的内容都已列入本文供参考。

发明概述

本发明提供了一种用于直接合成三烷氧基硅烷和四烷氧基硅烷的溶剂的补救与再利用的方法。该方法包括在水解反应中采用相容性溶剂和水以使溶解在污染的溶剂中的硅酸酯、硅氧烷和硅烷形成固态产物。此后，回收经补救处理的溶剂以再用于直接合成方法中。通过使溶剂与固态物质相分离，并根据需要从分离的溶剂中脱除过量的相容性试剂和/或水，就可实现溶剂的回收。

在处理相容性溶剂或水之前或之后，可任选地采用助滤剂以利于液体/固体的分离，并提高整个溶剂补救方法的效率。

整个方法中只消耗较少的原材料，比现有工业化方法的可行性更好，更符合环境要求。

发明的详细说明