[发明专利]一种α‑氨基三乙氧基硅烷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种胺烃基三乙氧基硅烷的制备方法，具体地说是一种α-位碳上连有氨基的三乙氧基硅烷交联剂的制备方法，属于有机硅合成技术领域。

背景技术

单组分室温硫化硅橡胶的交联剂是含可水解性基团的多官能性硅烷化合物，通式为R_4-nSiY_n，其中n＝3或n＝4；R为碳官能基，Y为可水解性基团。在单组分室温硫化硅橡胶中起固化交联的作用。

按照硅橡胶交联时脱除的小分子物不同可将其大致分为脱羧酸型，脱酮肟型，脱醇型，脱胺型，脱酰胺型，脱丙酮型及脱羟胺型。脱除的小分子物不同其水解速度不同，且不同型号硅橡胶性质和用途也不同。其中，脱醇型室温硫化硅橡胶固化速度较慢，还需要加入催化剂加快其固化速度。常用的催化剂有有机锡化合物(如二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡)、氨基硅烷等。而有机锡类具有一定毒性，由于催化剂加入后难以在胶料中充分混合均匀而出现局部凝胶化，导致交联反应不够完全。

有机硅化合物结构中，取代基的位置会对有机硅化合物的稳定性产生不同程度的影响。α-官能基硅烷交联剂由于官能团与硅原子间只隔一个碳原子，因而官能团的电子效应对硅原子的影响较大，α-官能基的硅烷交联剂已被证实具有一定的自催化性能；虽然在碱性条件下容易断裂硅碳键，但是其热稳定性较高；且合成方法简单，不需用贵金属催化剂。因此开发和研究α-硅烷交联剂有非常大的应用价值。

氨基碳官能基硅烷是用量最大的硅烷交联剂之一，由其固化交联的室温硫化硅橡胶具有优异的粘结性，胺丙基烷氧基硅烷是最常见的氨基碳官能基硅烷。但α-氨基三乙氧基硅烷被证实具有自催化性能，能使固化时间大大缩短。可是由于合成工艺复杂并没有得到工业化生产和广泛应用。

有机硅单体是有机硅工业发展的基础，甲基氯硅烷是合成有机硅材料的重要原料，二甲基二氯硅烷是用量最大、应用最广的有机硅单体。在直接法合成甲基氯硅烷的过程中，除了主要产物二甲基二氯硅烷外，甲基三氯硅烷是主要副产物，约占总产物的5％～15％，比例相当大。我国有机硅产业发展迅猛异常，截止2015年底，国内甲基氯硅烷总产能已达800万吨/年，甲基三氯硅烷也相应的大量积压。研究甲基三氯硅烷新的利用方法，开发有机硅新材料，实现有机硅单体的循环利用，不仅具有重要的科学意义，而且具有重要的实用价值。

中国专利文件CN105131028A采用甲基三氯硅烷和无水乙醇进行醇解反应来制备甲基三乙氧基硅烷，反应要加入催化剂还生了大量腐蚀性氯化氢气体，往往不能及时排干净，氯化氢的存在腐蚀设备并且使醇解反应复杂化，出现了很多副反应，使产率降低。

中国专利文件CN101768180A采用氯丙基三乙氧基硅烷和氨气在高压釜中反应生成氨基丙基三乙氧基硅烷，此法耗能高，成本高。

尹以高、张艺等将有机胺滴加入氯甲基三乙氧基硅烷的方法来制备氨甲基三乙氧基硅烷，(参见：“自催化交联型有机硅密封胶的合成和性能研究”，尹以高等，《中国交联剂》，2007年第5期)。此法采用碱滴酸的方法，易产生多取代等副产物，且在反应体系中要加入大量的酸吸收剂，也操作变得复杂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种α-氨基三乙氧基硅烷的制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种α-氨基三乙氧基硅烷的制备方法，包括步骤如下：

(1)将乙醇钠溶解于足量有机溶剂中，然后均匀滴加到氯甲基三氯硅烷中，滴加完后常温反应一段时间，常压蒸馏除去有机溶剂并滤去不溶物，减压蒸馏，得到氯甲基三乙氧基硅烷；

(2)将有机胺在氮气保护下加热至沸腾，然后滴加步骤(1)所制得的氯甲基三乙氧基硅烷，滴加完后在70～200℃，反应1～8个小时；反应结束后过滤掉生成的盐，常压蒸馏除去低沸物，然后减压蒸馏，即得α-氨基三乙氧基硅烷。

根据本发明，优选的，步骤(1)中所述的有机溶剂为乙醇，乙醇和乙醇钠的摩尔比为：(4～5)：1。

根据本发明，优选的，步骤(1)中所述乙醇钠和氯甲基三氯硅烷的摩尔比为(2～4)：1，进一步优选(3～4)：1。

根据本发明，优选的，步骤(1)中乙醇钠溶液滴加的终点为反应体系pH为中性的时候；

优选的，所述的反应温度为室温；反应时间为：5min-1h；

优选的，乙醇钠溶液的滴加速度为：1滴/秒。

根据本发明，优选的，步骤(1)中减压蒸馏的压力范围为5mmHg～20mmHg。