专利名称：一种乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制备方法背景技术乙烯基三甲氧基硅烷，美国联碳公司牌号为A-171，是一种具有广泛用途的硅烷偶联剂。主要用于聚乙烯交联剂，玻璃纤维增强塑料的玻纤表面处理，合成特种涂料，电子元器件的表面防潮处理，无机含硅填料的表面处理等。但由于乙烯基三甲氧基硅烷是单链节的物质，沸点(约110℃)和闪点(约22℃)都比较低，因此在用于聚乙烯交联剂，玻璃纤维增强塑料的玻纤表面处理时存在安全隐患。
发明内容
本发明要解决的就是乙烯基三甲氧基硅烷的沸点和闪点较低、在应用过程中存在安全隐患的问题。
本发明在金属催化剂存在条件下通过使乙烯基三甲氧基硅烷在酸性体系中水解缩聚得到一种具有较高的沸点和闪点的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物，具体包括如下步骤1)将乙烯基三甲氧基硅烷投入反应器中，加入酸将其PH值调节至4～7之间；2)加入金属催化剂，搅拌一段时间使其分散均匀，金属催化剂的用量以纯金属计为10-1000ppm；3)滴加水在60-160℃下水解缩聚反应6-12小时，反应体系中水的总重量为乙烯基三甲氧基硅烷重量的0.05-0.15倍；4)蒸馏去除水解缩聚产生的副产品甲醇；5)加碱中和残留的酸，并经抽滤即制得。
本发明所用金属催化剂为氧化铜、氧化铁、氧化铝；卤化铜、卤化铁、卤化铝；氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化铝或及其混合物。催化剂用量以纯金属计为乙烯基三甲氧基硅烷的10ppm～1000ppm(重量)，以100ppm～900ppm(重量)为好。
本发明所用水为去离子水或蒸馏水，以去离子水为好。由于水解反应为放热反应，为防止水解过程中放热剧烈，可放慢滴加速度，另外可在去离子水中兑以甲醇稀释后再滴加到反应体系中。滴加时间控制在0.15～1.0h左右。
水解反应温度一般控制在60～160℃下进行，以70～140℃为好。反应时间为6～12h，以8～10h为好。反应过程中，为保证反应体系的纯净可用氮气保护。
本发明的反应过程是在常压下进行，去除水解缩聚产生的副产品甲醇则需在-0.1MPa进行。
本发明工艺简单，易于实施。经测试，由本发明制备的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的二十摄氏度密度约为1.1，沸点大于220摄氏度，二氧化硅含量约为54％，闪点约为87摄氏度，二十摄氏度粘度约为6里泊。由于其具有较高的沸点和闪点，故在应用时具有更好的安全性和可操作性，并且由于其在使用过程中释放出的醇比使用单链节乙烯基三甲氧基硅烷少得多，所以更具有环保性。
具体实施例方式
实施例一于配有搅拌器、温度计、出料管的500ml三口烧瓶中加入300g乙烯基三甲氧基硅烷，边搅拌边滴加盐酸至PH值为5，然后加入0.03克氢氧化铜，搅拌10min使其充分混合。匀速滴加31克去离子水，15min内滴加完毕。生成的甲醇在120℃条件下在-0.1MPa蒸馏除去。然后加入20g无水碳酸钙中和残余酸，充分搅拌30min后抽滤，收集滤液得产品，为略带黄色透明液体，产率为92％。
实施例二于配有搅拌器、温度计、出料管的500ml三口烧瓶中加入300g乙烯基三甲氧基硅烷，边搅拌边滴加冰乙酸至PH值为4，然后加入0.03克三氯化铝，搅拌10min使其充分混合。匀速滴加43g去离子水，15min内滴加完毕。生成的甲醇在110℃条件下在-0.1MPa蒸馏除去。然后加入20g无水碳酸钙中和残余酸，充分搅拌30min后抽滤，收集滤液得产品，为无色透明液体，产率为96％。
实施例三于配有搅拌器、温度计、出料管的500ml三口烧瓶中加入300g乙烯基三甲氧基硅烷，边搅拌边滴加硫酸至PH值为6，然后加入0.03克氧化铁，搅拌10min使其充分混合。氮气保护，匀速滴加44g蒸馏水，15min内滴加完毕。生成的甲醇在110℃条件下在-0.1MPa蒸馏除去。然后加入30g无水碳酸钙中和残余酸，充分搅拌30min后抽滤，收集滤液得产品，为略带黄色透明液体，产率为86％。
实施例四于配有搅拌器、温度计、出料管的500ml三口烧瓶中加入300g乙烯基三甲氧基硅烷，边搅拌边滴加硫酸至PH值为4，然后加入0.03克氯化铁，搅拌10min使其充分混合。氮气保护，匀速滴加43g子蒸馏水，15min内滴加完毕。生成的甲醇在130℃条件下在-0.1MPa蒸馏除去。然后加入30g无水碳酸钙中和残余酸，充分搅拌30min后抽滤，收集滤液在160℃条件下-0.1MPa再次蒸馏得产品。为略带黄色透明液体，产率为76％。
权利要求
1.一种乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制备方法，其特征在于包括如下步骤1)将乙烯基三甲氧基硅烷投入反应器中，加入酸将其PH值调节至4～7之间；2)加入金属催化剂，搅拌使其分散均匀，金属催化剂的用量以纯金属计为10-1000ppm；3)滴加水在60-160℃下水解缩聚反应6-12小时，反应体系中水的总重量为乙烯基三甲氧基硅烷重量的0.05-0.15倍；4)蒸馏去除水解缩聚产生的副产品甲醇；5)加碱中和残留的酸，并经抽滤即制得。
2.根据权利要求1所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制备方法，其特征在于在滴加水之前在水中兑入甲醇进行稀释。
3.根据权利要求1所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制备方法，其特征在于所述的水为去离子水或蒸馏水。
4.根据权利要求1或2或3所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制备方法，其特征在于所述的酸是硫酸或盐酸、冰乙酸、对甲基苯磺酸、十二烷基苯磺酸。
5.根据权利要求1或2或3所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制备方法，其特征在于所述的金属催化剂为氧化铜、氧化铁、氧化铝；卤化铜、卤化铁、卤化铝；氢氧化铜、氢氧化铁、氢氧化铝。
6.根据权利要求1或2或3所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制备方法，其特征在于金属催化剂的用量以纯金属计为100-900ppm。
7.根据权利要求1或2或3所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制备方法，其特征在于水解反应的温度为70-140℃，反应时间为8-10小时。
8.根据权利要求1或2或3所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制备方法，其特征在于水在反应体系的总量为乙烯基三甲氧基硅烷重量的0.05-0.12倍。
9.根据权利要求1或2或3所述的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制备方法，其特征在于水的滴加时间0.15～1.0小时。
全文摘要
一种乙烯基三甲氧基硅烷低聚物的制备方法，包括如下步骤1)将乙烯基三甲氧基硅烷投入反应器中，加入酸将其pH值调节至4～7之间；2)加入金属催化剂，搅拌使其分散均匀，金属催化剂的用量以纯金属计为10－1000ppm；3)滴加水在60－160℃下水解缩聚反应6－12小时，反应体系中水的总重量为乙烯基三甲氧基硅烷重量的0.05－0.15倍；4)蒸馏去除水解缩聚产生的副产品甲醇；5)加碱中和残留的酸，并经抽滤即制得。本发明工艺简单，易于实施。由本发明制备的乙烯基三甲氧基硅烷低聚物由于具有较高的沸点和闪点，故在应用时具有更好的安全性和可操作性，并且由于其在使用过程中释放出的醇比使用单链节乙烯基三甲氧基硅烷少得多，所以更具有环保性。
文档编号C07F7/02GK1769323SQ200510040539
公开日2006年5月10日 申请日期2005年6月16日 优先权日2005年6月16日
发明者陶再山, 李钟宝, 祁拥军 申请人:南京市化学工业研究设计院有限公司