[发明专利]用于合成甲基氯硅烷的粉末催化剂

说明书

技术领域

本发明涉及用于合成甲基氯硅烷的催化剂，该催化剂是以单质铜、氧化亚铜和氧化铜作为主要成分的粉末催化剂。 

背景技术

有机硅材料以其防水、耐高低温、耐气候老化、电气性能好、环境友好等独特优异性能倍受人们青睐，其在各个领域的应用日益广泛。由于其优越的化学物理性能和在国民经济以及尖端科技方面的卓越贡献，世界各国部十分重视有机硅产业的发展。有机硅产业的技术支柱基本受制于甲基氯硅烷的生产技术。甲基氯硅烷生产技术水平的高下直接体现为有机硅产业的市场竞争力，直接关乎有机硅产业的兴衰，因此，受到业界特别的关注。由E.G.Rochow于1940年发明的直接法合成甲基氯硅烷技术，至今仍是工业生产该甲基单体最成功的方法，它是在铜催化剂存在下由硅粉和氯甲烷反应生成甲基氯硅烷的系列单体。其反应示意式如(1)式所示： 

按照上述反应式(1)，除了通过直接法反应可以获得二甲基二氯硅烷【(CH₃)₂SiCl₂】之外，反应过程中还伴随有例如岐化、热分解、水解等诸多复杂的副反应，并由此得到一甲基三氯硅烷【(CH₃)SiCl₃】、三甲基一氯硅烷【(CH₃)₃SiCl】、一甲基氢二氯硅烷【CH₃SiHCl₂】等等数十种反应产物。 

上述甲基氯硅烷的直接合成过程中，在不同在的催化剂和任选的促进剂存在的情况下，非金属硅同氯甲烷反应的目标产物是二甲基二氯硅烷。二甲基二氯硅烷是有机硅产业的重要工业原料，其需求量十分巨大，目前，世界范围内二甲基二氯硅烷的年生产量超过400万吨。面对如此庞大的需求，技术研究和创新对于提高其产率和产物品质的作用依然十分突出。因此，对二甲基二氯硅烷合成过程中的关键因素即铜催化剂的品质进行深入研究，以期实现二甲基二氯硅烷在合成时的高选择性和优良的产率仍然具有重要的促进作用。

按照专利号为CN87104211.A发明名称为直接法合成甲基氯硅烷用铜催化剂及其制备的中国专利文献的记载，其组成含有60～98％重量比铜、1～35％重量比氧化亚铜以及1～12％重量比氧化铜的铜催化剂，用于直接法合成甲基氯硅烷时，其产物中二甲基二氯硅烷的含量可达到75～85％，触体产率可达到150～300克单体/千克触体·小时。 

发明内容

本发明目的在于提供一种应用于合成甲基氯硅烷的粉末催化剂。在硅粉和氯甲烷反应生成甲基氯硅烷系列单体的反应中，该催化剂对反应生成二甲基二氯硅烷具有较高的选择性，使用该催化剂后的触体产率得到较大提高。 

作为配合上述发明目的所采取的技术措施，本发明公开的用于合成甲基氯硅烷的粉末催化剂，以催化剂作为计量基准的重量百分比组成为：①金属铜含量10％～30％，②氧化亚铜含量50％～80％，③氧化铜含量9.85％～20％，④金属锡含量为0.05％～0.3％，⑤氧化铈、氯化铈、氧化钍、氯化钍之任选一种的含量为0.1％～0.6％。在该催化剂中，其50％的粉末的粒度不大于3.5微米，90％以上的粉末的粒度小于25微米。 

前述用于合成甲基氯硅烷的粉末催化剂，其氧化铈、氯化铈、氧化钍、氯化钍之任选一种的优选含量为0.2％～0.35％。 

前述催化剂中90％以上的粉末的粒度小于25微米是在全部催化剂的基础上得出的测量值，意指催化剂中90％以上的粉末的粒度介于25微米以下，其余10％以下的粉末的粒度存在大于25微米的可能性。催化剂中50％以上的粉末的粒度不大于3.5微米也是在全部催化剂的基础上得出的测量值，意指催化剂中50％以上的粉末的粒度介于3.5微米以下，其余50％以下的粉末的粒度存在超出3.5微米的可能性。