[发明专利]一种以氯硅烷高沸物为原料制备低粘度高沸硅油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高沸硅油的制备方法，特别涉及一种以氯硅烷高沸物为原料制备低粘度高沸硅油的方法，属于有机化学技术领域。

背景技术

有机硅是一种重要的新型高分子材料，在许多领域中有着广泛的应用。其中甲基氯硅烷是有机硅产业的重要基础原料，在有机硅单体甲基氯硅烷生产过程中产生大量的氯硅烷高沸物，仅2011年国内单体企业的甲基氯硅烷总产能达到1700 kt，而生产甲基氯硅烷粗产品带来的有机硅高沸点副产物即氯硅烷高沸物约100 kt，由于市场供过于求，存储使用又困难，造成严重的环保问题和安全问题，因此，为使有机硅产业健康发展和经济效益最大化，急需将氯硅烷高沸物采用合理可行的方法进行综合利用。

目前，利用氯硅烷高沸物可以转化为单硅烷；可以制备陶瓷、波特兰水泥；可以经醇解/水解除酸后制成聚硅氧烷。因甲基氯硅烷生产过程中各种内外因素的变化均导致氯硅烷高沸物组分发生变化，使得不同厂家采用高沸裂解制备单硅烷技术存在差异；利用氯硅烷高沸物制备陶瓷、波特兰水泥的技术尚不够成熟，不能从根本上解决问题；因此，采用醇解/水解除酸后制成聚硅氧烷及其下游产品的研究逐步得到重视和推广。

    利用氯硅烷高沸物醇解/水解除酸后制备聚硅氧烷具有设备相对简单、成本较低、应用面广、循环经济等优势，但在实际生产过程中也存在如下问题：产品中和困难，产品易返酸，分子量难控制、目的产物分离困难、产生的废醇酸溶液难以回收利用，产生大量的三废等。针对如此诸多问题，中国发明专利提供了一种高沸硅油的制备方法及设备（专利号：CN 102153752 A），该专利的制备工序为醇解反应在经先预热50~100℃的反应釜中进行，添加毕物料，继续脱酸1~5小时；将所得物料降温至30~60℃后，加尿素、助溶剂、中和剂中和，过滤，得产品。醇解过程在塔内进行，采用双向加入、升温回流、氮气解析氯化氢等措施，较少了副反应，使得醇解更充分，硅油产品的氯离子含量低、分子量和粘度可控，质量更加稳定，并使中和剂和助溶剂的用量大大减少，降低了生产成本。另一中国专利CN101016383A（申请号200710055283.X）提供一种高沸硅油的生产方法，向100重量份有机硅高沸物中滴加30~40重量份的甲醇，在常温下醇解反应，随着醇解反应程度的减弱，甲醇滴加速度加快，反应产生氯化氢气体送入水喷淋塔吸收，升高釜温60~70℃脱出盐酸，然后加入15~18份甲醇助溶剂和等量的尿素，经分成得到pH=4~5的高沸硅油然后加入氨水继续中和到中性过滤得成品。此后CN101514244A（申请号200910019645.9）介绍了一种用有机硅高沸物制备高沸硅油的方法，向有机硅高沸物中滴加醇和水的混合溶液，开始常温滴加，当滴加到混合溶液40%~60%时开始升温，控制滴加结束时反应温度为60~80℃；滴加过程中产生氯化氢气体通过风机送入喷淋塔吸收进行回收；滴加结束，即在60~85℃下回流1~4小时，回流完毕，再用50~80℃的氮气吹扫反应物1~3小时，得酸性硅油，控制温度恒定在40~50℃条件下，向上述反应物加入中和剂，中和时间2~4小时，测上层油层pH值为6~8时，取出上层粗产品，过滤得成品硅油。

虽然以上专利均对高沸硅油生产工艺进行了不同程度的改进，但是也存在以下不足：（1）由于酸性/中性硅油中容易包裹氯根离子、甲醇等小分子物质，经简单静置分离，不易彻底除去产品中氯及甲醇含量增加，导致产品存储性差和品质不高；（2）在反应初后期没有采用相对强化去除反应体系中氯化氢的措施，在中和步骤中没有采取先分离后中和工序，使得中和剂和助溶剂的用量增大，增加成本，并在一定程度上限制了产品的性能指标；（3）上述专利所制得的高沸硅油粘度均大于10mm²/s，在其应用方面太过于局限，尤其是近年来在地板、船舶上使用的光亮剂和涂料用量增加，使得硅油的需要量加大，高沸硅油取代传统的含氢硅油、聚醚硅油是未来发展的一种趋势，而且经实际应用表明采用高沸硅油作为光亮剂及表面涂层效果更佳。

发明内容

本发明为了解决现有高沸硅油生产工艺中存在脱酸效果不佳、中和剂用量过大、硅油分层不彻底、物料循环利用率不高等问题，提供一种产品纯度高、分子量和粘度均可控、产品质量稳定、生产成本低、工艺循环利用率优的以氯硅烷高沸物为原料制备低粘度高沸硅油的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

1.              一种以氯硅烷高沸物为原料制备低粘度高沸硅油的方法，该方法包括以下步骤：