[发明专利]氨基硅烷的制备方法

说明书

氨基硅烷的制备方法，涉及氨基硅烷的制备方法。本发明是要解决现有氨基硅烷的制备方法中氰基烷氧基硅烷的转换率和伯胺的选择性较低，无法满足工业需求的问题。方法：将空心Co纳米微球催化剂装填到固定床反应器的恒温区内，活化40～120min，然后采用连续注入方式将原料液注入到固定床反应器内，然后反应4～100h，即得氨基硅烷。本方法中氰基烷氧基硅烷的转换率为100％，伯胺的选择性可达到99.65％。本发明中反应为多相的连续反应，反应产物与催化剂易分离；操作简单，便于大规模生产，能够满足工业化生产的需求。本发明用于制备氨基硅烷。

技术领域

本发明涉及氨基硅烷的制备方法。

背景技术

高纯氨基硅烷在国防军工、航空航天及民用工程等方面广泛应用。应用于矿物填充的酚醛、聚酯、环氧、PBT、聚酰胺、碳酸酯等热塑性和热固性树脂，能大幅度提高增强塑料的干湿态抗弯强度、抗压强度、剪切强度等物理力学性能和湿态电气性能，并改善填料在聚合物中的润湿性和分散性。树脂砂铸造中，增强树脂硅砂的粘合性，提高型砂强度及抗湿性。玻纤棉和矿物棉生产中，将其加入到酚醛粘结剂中，可提高防潮性及增加压缩回弹性。氨丙基三乙氧基硅烷作为优异的粘结促进剂，可用于聚氨酯、环氧、腈类、酚醛胶粘剂和密封材料，改善颜料的分散性并提高对玻璃、铝、铁金属的粘合性，也适用于聚氨酯、环氧和丙烯酸乳胶涂料。近年由于聚合物偶联、粉体及纤维填料表面改性、涂料、染料及粘合剂等领域需求增长强劲，直接拉动了氨基硅烷的需求，年均增长速率超过20％，是硅烷领域仅次于含硫硅烷的第二大品种，因此，氨基硅烷的市场前景无限。

目前国内企业生产氨基硅烷仍采用氨解法，该方法以氯丙基三乙氧基硅烷进行氨解反应为特征，该方法存在着许多不可避免的缺点。其一，在合成过程中会由于选择性差，而产生较多仲胺和叔胺等副产物，从而降低了收率，提高了制造成本。其二，在生产过程中会有氨气排放及副产物氯化铵等危废释放，不符合绿色化学的基本原则，对生态环境有着巨大的不良影响。其三，由于反应压力过高(70-120个大气压)对设备要求严格，不但提高了生产成本，而且生产过程安全隐患较大。在这种背景环境下，氨基硅烷新型工艺开发及产业化研究限度尤为重要，是当今硅烷领域产业化开发的重要方向。采用新工艺生产的氨基硅烷不但具备纯度高(氯离子含量低于1ppm)的优势，而且工艺绿色环保，成本低。同时，在目标产品合成过程中，联产较多其它高附加值产物，原子利用率高，经济价值显著。

而目前工业上利用氰基烷氧基硅烷加氢反应制备氨基硅烷的方法中，催化剂主要为雷尼镍，生产过程为间歇式反应，反应前需要用相应的醇置换雷尼镍中的水，由于雷尼镍沉降性能较差，使得部分雷尼镍催化剂随着置换液流出，同时也增加了催化剂分离回收的难度，提高了生产成本，而且也难以实行大批量生产。雷尼镍为可燃性有害物质，被国际癌症研究机构认为是致癌物和致畸物，一旦暴露在空气中会迅速燃烧，从而引燃其他可燃性物质酿成火灾。因此，开发研究安全稳定，易于分离的新催化剂的具有重要意义。

现有氨基硅烷的制备方法中氨基硅烷的转换率为97.4％和伯胺的选择性为95.8％，虽然现有方法中的转换率和伯胺的选择性已经较高，但随着国家对化工行业环保问题越来越重视，特别是对氨氮化合物的处理愈加严格，老方法产生的仲胺、叔胺和氯化铵副产物需要投入大量的处理费用提高了生产成本，并且老方法生产出的氨基硅烷产品中氯离子和胺根离子浓度过高；仍然无法满足工业的需求。

发明内容

本发明是要解决现有氨基硅烷的制备方法中氰基烷氧基硅烷的转换率和伯胺的选择性较低，无法满足工业需求的问题，提供氨基硅烷的制备方法。

本发明氨基硅烷的制备方法，包括以下步骤：

一、空心Co纳米微球的制备，是以经过磺化处理的具有横向贯穿的聚甲基丙烯酸甲酯-聚甲基丙烯酸通道的直径为70～125nm的聚苯乙烯空心微球为模板合成的，具体制备方法为：