[发明专利]一种硅烷偶联剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种偶联剂的制备方法，尤其涉及一种硅烷偶联剂的制备方法，属化工领域。

背景技术

硅烷偶联剂是有机硅产品的一种，在化工行业中应用广泛。合成硅烷偶联剂的重要反应一硅氢加成反应是有机硅化学中应用最广、研究最多的一个反应。硅氢加成法是烯烃或炔烃在过度金属元素及其化合物催化下，与含Si-H键的化合物进行加成反应，得到具有C-C键的加成产物。

目前硅氢加成反应生产硅烷偶联剂主要是通过含氢硅氧烷与不饱和烯烃化合物进行硅氢加成。但是由于含氢硅氧烷闪点低，制备时需要大量有机溶剂来提高产率。含氢硅氧烷中含有未处理干净的HCl导致其在放置和运输过程中不稳定，而且多步反应导致溶剂和能源的消耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅烷偶联剂的制备方法，以期达到操作步骤简单，有机溶剂用量少，副产物得以回收利用的目的。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

一种硅烷偶联剂的制备方法，按如下步骤进行：

(1)按质量比氯硅烷∶醇为1∶0.54～0.86投料，使两者在有机溶剂存在的条件下于0～30℃反应3～24小时，在反应过程中向反应液中通氮气以带出反应产生的HCl并且进行回收；

(2)将反应液于45～60℃下保温0.5～1h，以便更好的排出残余HCl和可能没反应的氯硅烷；

(3)按质量比乙烯基化合物∶氯硅烷为1∶1～2.34向反应液中加入乙烯基化合物在铂催化剂催化下于55～90℃反应0.5～8h，然后精制得硅烷偶联剂。

其中，所述有机溶剂优选为甲苯、二甲苯或四氢呋喃中的一种或几种的混合溶剂。

其中，所述氯硅烷优选为三氯硅烷或甲基二氯硅烷。

其中，所述醇优选为甲醇或乙醇。

其中，所述乙烯基化合物优选为乙烯基环氧环己烷、烯丙基缩水甘油醚、烯丙胺、3-氯丙烯或丙烯腈。

其中，所述的铂催化剂优选为氯铂酸的异丙醇溶液或氯铂酸-四氢呋喃络合物。

其中，所述铂催化剂中含铂化合物的摩尔用量为乙烯基化合物摩尔用量的1×10^-4～2.5×10^-4倍。

其中，步骤(1)中的反应温度优选为5～25℃，反应时间优选为8～12小时。

本发明的硅烷偶联剂的制备方法有益效果如下：

本方法在接近常温和常压的条件下进行，反应温和、平稳，操作步骤简单、容易控制，反应时有机溶剂用量少，副产物HCl通过氮气从反应液中带出，不仅提高了产率，而且带出的HCl可以回收利用，降低了硅烷偶联剂的生产成本，适于工业化生产。

附图说明

图1为实施例1中反应原料及中间产物和硅烷偶联剂红外谱图；

图2为实施例1中硅烷偶联剂的核磁谱图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地实施本发明，通过举例而不是限定的方式给出下列实施例。

实施例1

将60g甲基二氯硅烷溶于60mL甲苯，于25℃滴加干燥的甲醇1.2mL，室温反应12h，同时向反应液中通氮气带出产生的HCl，然后升温至45℃，保温2h，然后将以上反应液滴加到65℃的含有51.76g4-乙烯基环氧环己烷，1mL甲醇和1.6mL含2wt％氯铂酸的异丙醇溶液的甲苯溶液中，反应4h，减压蒸馏得硅烷偶联剂，回收甲苯，产率71％。从反应原料及中间产物和硅烷偶联剂的红外谱图(参见图1)我们可以看到反应过程中氯硅烷的硅氢键和-乙烯基环氧环己烷中双键的红外吸收消失，说明进行了预定的硅氢加成反应，以及特征吸收；从硅烷偶联剂核磁谱图(参见图2)上我们可以看出在化学位移3.3ppm和2.9ppm分别对应甲氧基上甲基和环氧环己基中环氧碳上氢的化学位移，从而证实得到了目标偶联剂。

实施例2

将40g甲基二氯硅烷溶于60mL二甲苯，于5℃滴加干燥的乙醇42mL，室温反应3h，同时向反应液中通氮气带出产生的HCl，然后升温至60℃，保温2h，然后将以上反应液滴加到65℃的含有34.54g烯丙基缩水甘油醚和1.5mL含2wt％氯铂酸-四氢呋喃络合物催化剂的二甲苯溶液中，反应6h，减压蒸馏得硅烷偶联剂，回收二甲苯，产率68.3％。

所述2wt％氯铂酸-四氢呋喃络合物催化剂为：将占四氢呋喃溶液质量分数2wt％的氯铂酸加入到四氢呋喃溶液中制备而得的氯铂酸-四氢呋喃络合物与四氢呋喃的混合液。

实施例3