[发明专利]一种3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的连续化制备方法

说明书

本发明提供了一种3‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的连续化制备方法，将液碱、去离子水、甲基丙烯酸和阻聚剂按比例加入到反应釜并在一定温度下反应；所得反应液通过喷雾干燥机干燥，获得成品甲基丙烯酸钠；将3‑氯丙基三甲氧基硅烷、甲基丙烯酸钠、阻聚剂和相转移催化剂按一定比例加入到双螺杆捏合机预混成膏状物，挤压进入特定管道反应器在一定温度下进行反应；从管道反应器出口排出的反应物经过离心机连续分离脱盐，滤液转入连续精馏装置精馏，得到3‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷产品。本发明可通过连续进料、反应、离心、精馏，实现密闭式、连续化生产，生产效率显著提高，同时可保证产品的高收率和高品质。

技术领域

本发明涉及一种3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的连续化制备方法，属精细化工技术领域。

背景技术

3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷是一种重要的硅烷偶联剂，其结构中含有共轭双键的丙烯酰氧基和硅上连接的极易水解的甲氧基，具有能与UV树脂交联和通过水汽水解与基体表面键合的双重特性，能有效改善有机材料和无机材料表面的粘接性能。其主要用途包括：1.用于不饱和聚脂复合材料中，可以提高复合材料机械性能、电气性能、透光性能，特别是能大幅度提高复合材料的湿态性能；

2.浸润处理玻纤，可提高玻纤增强复合材料湿态的机械强度和电气性能；

3.电线电缆行业，用该偶联剂处理陶土填充过氧化物交联的EPDM体系，改善了消耗因子及比电感容抗；4.与醋酸乙烯、丙烯酸或甲基丙烯酸单体共聚，广泛用于涂料、胶粘剂和密封剂中，提供优异的粘合力和耐久性。

目前国内外关于3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的合成方法主要有两种：一种为加成法，如专利DE443420、US5646325介绍，将甲基丙烯酸烯丙酯与Speier催化剂和阻聚剂吩噻嗪加入反应容器中，在90℃左右滴加等摩尔比的三甲氧基氢硅烷进行硅氢加成反应，反应完毕后，进行减压精馏得到3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。加成法主要的问题是产率较低，部分AMA未反应彻底，并在精馏阶段的高温时，发生副反应形成高沸杂质，因此精馏残存的重组分较多，且原料成本较高，不适合工业化生产。

另一种为缩合法，即甲基丙烯酸钠与3-氯丙基三甲氧基硅烷进行缩合反应的合成路线。缩合法工艺简单，对设备要求较低，目前国内外厂家多采用此法。但缩合法同样存在一些问题，如部分工艺使用DMF作溶剂，在反应、过滤、精馏过程中有相当一部分损耗，使回收成本增高，且减压精馏分离时部分随真空泵尾气排出，使COD居高不下，严重污染环境；此外，现有工艺多为间歇式釜式反应，即3-氯丙基三甲氧基硅烷通过进料泵投入反应釜，甲基丙烯酸钠及阻聚剂等固体原料从顶部人口或管道投入，开启搅拌并升温反应。此工艺缺陷在于：1.甲基丙烯酸钠在投料过程中会形成大量粉尘，不仅污染环境甚至有爆炸风险；2.甲基丙烯酸钠在空气中极易吸潮，暴露在空气中时间过长，会导致反应过程中硅烷部分水解，影响产品收率；3.甲基丙烯酸钠粉末由于堆积密度较小，投入到反应釜后会漂浮在液面或粘附于釜壁，需经长时间搅拌才能与3-氯丙基三甲氧基硅烷液体混合均匀，这也是目前工艺反应时间长、生产效率低的主要原因。

此外，现有技术生产的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷产品纯度通常不超过99.6％，且产品总氯含量较高(通常＞200ppm)，无法满足光伏和电子行业的应用需求。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术所存在的技术问题，提供一种通过连续进料、反应、离心、精馏，实现密闭式、连续化生产，使得生产效率显著提高，同时可保证产品的高收率和高品质特点的3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的连续化制备方法。

本发明的技术方案是：

一种3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷的连续化制备方法；其特征在于，它包括以下步骤：1)、将30％浓度的液碱、去离子水、甲基丙烯酸和吩噻嗪按照质量比1.55：3.10：1：0.0005投入到反应釜，在50～70℃条件下反应30～50min；所得反应液通过喷雾干燥机干燥后进入带自动计量装置的计量罐，得纯度99.8％以上的甲基丙烯酸钠成品；