[发明专利]一种循环生产硅烷偶联剂的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种循环生产硅烷偶联剂的方法，属精细化工有机合成技术领域。

背景技术：

硅烷偶联剂是工业上用途非常广泛的化工产品，应用于涂料，橡胶，纺织，玻纤，陶瓷，电子，医药材料，建筑等方面，有工业味精之称。随着世界经济的发展，硅烷偶联剂的用量及需求量越来越大，所以生产硅烷偶联剂的厂家越来越多，产能也越来越大。根据中国专利200480019694.8，02146974.1，94118297.5，200410041990.X，200610088127.9，和美国专利US4292433，US6388119，US6872845等介绍，目前我国生产硅烷偶联剂基本上采用以下几种方法：

1、三步法：

第一步，先生产含氢氯硅烷：用硅粉和氯气氢气在铜催化下生成三氯氢硅。

Si+H₂+Cl₂——HSiCl₃

第二步，三氯氢硅和氯丙烯进行加成氯丙基三氯硅烷和四氯化硅。

HSiCl₃+ClCH₂CHCH——ClCH₂CH₂CH₂SiCl₃+SiCl₄

第三步，用醇对氯丙基三氯硅烷和四氯化硅进行

ClCH₂CH₂CH₂SiCl₃+ROH——ClCH₂CH₂CH₂Si(RO)₃+HCl

SiCl₄+ROH——Si(RO)₄+HCl

其中ROH为醇类，R＝CH₃，C₂H₅，等；

其中生成的副产物HCl用碱中和后排出。

HCl+ROH——RCl+H₂O

其中R为K，Na，Ca等。

2、两步法：

第一步，先用硅粉和醇类生成三烷氧基硅烷。

Si+ROH——HSi(RO)₃

其中ROH为醇类，R＝CH₃，C₂H₅，等；

第二步，三烷氧基硅烷同氯丙烯进行加成。

HSi(RO)₃+ClCH₂CHCH₂＝ClCH₂CH₂CH₂Si(RO)₃

其中ROH为醇类，R＝CH₃，C₂H₅，等。

大多数生产厂家采用三步法，该方法工艺比较成熟，整个工艺分两个部分完成，前一个部分生产三氯氢硅单体，后一个部分再用三氯氢硅单体生产硅烷偶联剂。但后一个部分在用醇对氯丙基三氯硅烷和四氯化硅进行酯化时，会产生的大量的氯化氢气体，一般厂家都没有循环利用，而是直接排放，从而造成环境污染。也有厂家用碱中和处理后排放，但会导致生产成本增加。

两步法为较理想的合成路线，但该工艺路线的工艺极不成熟，产品收率低，导致生产成本高，所以还没有广泛应用于生产。

发明内容：

本发明的目的在于，提供一种解决三步法生产硅烷偶联剂原材料成本过高，大量副产物氯化氢气体没有循环利用，污染环境问题的一种循环生产硅烷偶联剂的方法。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的：

本发明一种循环生产硅烷偶联剂的方法包括如下步骤：

第一步：用生产硅烷偶联剂所得的副产物氯化氢气体和硅粉作原料，铜粉做催化剂，在流化床中加热反应生成三氯氢硅；

第二步：将三氯氢硅和氯丙烯进行硅氢加成，得到氯丙基三氯硅烷和四氯化硅；

第三步：将氯丙基三氯硅烷用醇进行负压酯化，得到硅烷偶联剂氯丙基三烷氧基硅烷，还有大量的副产物氯化氢；将四氯化硅用醇进行负压酯化，得到四烷氧基硅烷，还有大量的副产物氯化氢；

第四步：将副产物氯化氢进行水洗，干燥后压入含有硅粉的流化床，在铜粉催化下重新反应生成三氯氢硅，形成偶联剂生产的循环。