[发明专利]有机氯硅烷的水解方法

说明书

技术领域

本发明是涉及有机氯硅烷水解的方法，具体涉及有机氯硅烷连续水解制备有机聚硅氧烷的方法，属于有机硅技术领域。

背景技术

有机氯硅烷的水解方法，包含饱和酸水解和不饱和酸水解。利用饱和酸水解，可以回收大量的氯化氢，避免为氯化氢的溶解放热提供大量能耗，由于酸水是饱和状态，造成了氯硅烷的水解不完全，因此需要进行二次水解才能得到水解彻底的产品；利用不饱和酸水解，能够获得水解比较彻底的产物，但是普通的方法，需要为氯化氢的溶解放热提供大量能耗，得到的酸水不能重复利用或难以重复利用。

中国专利文件CN101323666A中的浓酸水解，具体是将有机氯硅烷与水按一定比例投入系统，形成未完全水解的水解产物、高浓度饱和盐酸以及氯化氢气体。在相分离器中，分离出未完全水解的水解产物，剩余的酸水则循环利用。未完全水解的水解物经蒸汽水解，再经相分离器，得到水解比较彻底的产品和酸水，酸水返回到上一级相分离器，补充反应消耗的水。该专利文件的方法存在以下不足：一方面，形成的氯化氢气体大于其水解条件下水中的饱和量，虽然回收了氯化氢，降低了能耗，但是逸出的气相氯化氢抑制水解或将形成的水解物部分裂解，引起水解的不完全，需要后续的二次水解才能水解彻底；另一方面，逸出的氯化氢出自水解系统，氯化氢的温度与水解温度一致，造成了未完全水解的氯硅烷以及易挥发的水解物容易被带出。

中国专利文件CN85100433A提供一种有机氯硅烷连续水解工艺。主体设备是反应器和相分离器。反应器是静态混合器，用有机氯硅烷体积的六十至一百倍(最佳为七十五倍)的常态下盐酸饱和溶液循环操作，有机氯硅烷水解所需的水以水或盐酸中的水加入，其量与有机氯硅烷中的氯的当量比为1.05～1.1∶1，水解反应是在9.8～30×104帕斯卡(最佳为16.3～21×104帕斯卡)压力，温度为20～50℃(最佳为35±5℃)下反应，物料在反应器中的总停留时间为10～150秒(最佳25±2秒)。该方法是将有机氯硅烷在加压状态下水解，循环利用饱和酸，几乎不产生酸水和有效的降低了能耗。但存在以下不足：一，循环酸水流量过大；二，有机氯硅烷水解产物与酸水一起减压脱析以及脱析后温变较小，造成气相氯化氢将水解产物裂解和携带物料严重，引起水解不完全和氯化氢气体不纯净；三，不能利用泵的强烈搅拌和增压，促使有机氯硅烷的快速水解。

美国专利U.S.Pat.No.2,758,124通过一种不饱和酸连续水解的方法，将有机氯硅烷，和水或酸水，连续加入水解系统，得到水解比较彻底的有机聚硅氧烷和高浓度的不饱和酸。高浓度的酸经过升温脱析，得到氯化氢和恒沸酸，恒沸酸可以返回到水解系统循环利用。其工艺可以水解多种有机氯硅烷，甚至包括甲基三氯硅烷和有机硅高沸物。然而，其酸水的最高浓度，低于或接近常温常压下氯化氢的最高溶解度，没有考虑加压条件下，氯化氢溶解度增加可以允许更高浓度酸进行水解的可能。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种有机氯硅烷水解的方法，既能将有机氯硅烷基本完全水解，又可以将酸水循环利用，并在保证有机氯硅烷进口温度的情况下，实现酸水的单独减压低温脱析。

概要

本发明通过加压提高氯化氢的溶解度，促进有机氯硅烷的水解，减压降低氯化氢的溶解度，脱除氯化氢，连续制备有机聚硅氧烷。

术语说明：

1.循环比，是水解系统一级相分离器之后的质量流量与满溢进入二级相分离器的质量流量之比。

2.有机氯硅烷，是指分子式为R_nSiCl_(4-n)的有机氯硅烷。n是大于等于1小于等于3的整数，R是氢基、烷烃基、芳烃基、卤代的烷烃基、卤代的芳烃基；优选R是短链的烷烃基或单环的芳基。其中短链的烷烃基优选是C1-C3的烷烃基。本发明的原料有机氯硅烷，还可以是含有SiCl₄或有机硅高沸物的有机氯硅烷。其中有机硅高沸物是直接法合成甲基氯硅烷的副产物，沸程为80℃～215℃，主链为-Si-Si-、-Si-O-Si-或-Si-CH₂-Si-组成的氯硅烷混合物。

本发明的技术方案如下：

一种有机氯硅烷水解的方法，步骤如下：

(1)在加压条件下，将有机氯硅烷和化学计量比的水，与脱析釜之后的循环酸水一起加入到水解系统，经过泵和静态混合器搅拌与混合，水解产生高浓度不饱和酸水和聚硅氧烷；水解压强为绝对压强0.20～1.60MPa，水解温度为-20℃～120℃。