丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及到以丙烯酸盐和氯丙基三烷氧基硅烷为原料，生产出丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的方法。
【背景技术】
[0002]丙烯酰氧基类硅烷偶联剂是应用最为广泛的硅烷偶联剂之一，将其用于不饱和聚酯复合材料中，可以提高材料的机械性能、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；与醋酸乙烯和丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体共聚，所得聚合物广泛用于涂料、胶黏剂和密封剂中，能提供优异的粘接性能和耐久性；除此之外，丙烯酰氧基类硅烷偶联剂还可被用作玻纤浸润剂，可提高玻纤增强复合材料湿态的机械强度和电气性能，在电线电缆行业中用该硅烷偶联剂处理陶土填充过氧化物交联的EPDM体系，能改善消耗因子及比电感容抗。
[0003]目前合成丙烯酰氧基类硅烷偶联剂的工艺有多种，例如缩合法(丙烯酸盐与氯丙基烷氧基硅烷缩合)、加成法(丙烯酸烯丙酯与烷氧基氢硅烷加成)等，而缩合法又可细分为有溶剂法与无溶剂法。然则就国内现状而言，有溶剂法已经逐渐被淘汰，而加成法虽工序简单且无固体废弃物盐生成，但国内技术远未做至稳定的地步，所以，无溶剂的缩合法即成为国内硅烷偶联剂厂家采取的主流生产技术。
[0004]在无溶剂缩合法中，目前主要存在产品收率和产品纯度不高、反应过程风险偏高等缺陷。如何提高收率、品质，降低聚合风险，是每个生产商都必须解决的重要问题。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:提供一种产品收率和产品纯度较高、反应过程风险较小的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的生产方法。
[0006]为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案。
[0007]所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法，包括以下步骤:⑴预先投入丙烯酸盐，再将原料氯丙基三烷氧基硅烷吸入反应釜中；⑵加入相转移催化剂、阻聚剂A ;(3)在10(Tl4(rC搅拌反应#)待反应完全后，将釜温冷却至常温后放料、然后用离心机进行固液分离、得滤液；(5)离心得到的滤液投入精馏，加入阻聚剂B，收集负压下的馏分即得产品丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷；所述的相转移催化剂为四丁基溴化胺、四丁基氯化磷、四丁基硫酸铵、四丁基碘化胺、四苯基氯化磷、三辛基甲基氯化铵、三苯基乙基溴化磷中的一种；所述的阻聚剂A为对苯二酚、2，6- 二叔丁基-4-甲酚、氢醌单甲醚、吩噻嗪、4-羟基-2，2，6，6-四甲等哌啶-1氧自由基、4- (2-氨乙基)酚中的一种或两种组合；所述的阻聚剂B为对苯二酚、2，6- 二叔丁基-4-甲酚、氢醌单甲醚、吩噻嗪、4-羟基-2，2，6，6-四甲等哌啶-1氧自由基、4- (2-氨乙基)酚中的一种。
[0008]进一步地，前述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法，其中:步骤⑴中氯丙基三烷氧基硅烷的实际投料质量为理论量的909Γ98%。所述的理论量为氯丙基三烷氧基硅烷与等摩尔丙烯酸盐反应所需的质量。
[0009]进一步地，前述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法，其中:丙烯酸盐为丙烯酸钾和丙烯酸钠中的一种，丙烯酸盐的水分含量50(T5000ppm，氯丙基三烷氧基硅烷为氯丙基二甲氧基娃烧、氯丙基二乙氧基娃烧和氯丙基二异丙氧基娃烧中的一种。
[0010]进一步地，前述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法，其中:步骤⑵中每种阻聚剂A的投料质量为丙烯酸盐和氯丙基三烷氧基硅烷总质量的0.19Tl%。
[0011]进一步地，前述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法，其中:步骤⑵中催化剂的投料质量为丙烯酸盐和氯丙基三烷氧基硅烷总质量的0.29Γ2%。
[0012]进一步地，前述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法，其中:步骤⑶中的反应时间为3飞小时。
[0013]进一步地，如述的丙稀酸氧基丙基二烧氧基娃烧的制备方法，其中:精懼时加入的阻聚剂B的用量为所投滤液总质量的0.19Tl%。
[0014]本发明的有益效果是:在缩合反应过程中使用相转移催化剂和阻聚剂Α，在精馏过程中也采用了阻聚技术，这样大大提高了合成效率和产品纯度，降低了聚合风险，使产品纯度达98%以上，收率达83%以上，同时还获得了低能耗、低排放的综合社会效益。
【具体实施方式】
[0015]下面结合优选实施例对本发明所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的生产方法作进一步的说明。
[0016]实施例1。
[0017]向反应爸中投入已干燥好的(水分含量1255ppm)丙烯酸钾1100kg,真空吸入氯丙基三甲氧基硅烷1790kg，再投入对苯二酚和2，6- 二叔丁基-4-甲酚各5.78kg，四丁基溴化铵12.6kg，搅拌升温，在11(T13(TC反应3小时后取样，结果显示氯丙基三甲氧基硅烷的含量为0.23%,可认为反应完全。将反应液通过离心机固液分离，收得氯化钾滤洛943kg,丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷反应液1951kg。
[0018]将反应液投入精馏塔精馏，同时投入氢醌单甲醚4kg，采去低沸和前馏后，收集釜温13(Tl80°C馏分即为成品，本次生产共收集到纯度98%以上成品1645kg，产生低沸和釜料共204kg，精馏收率为84.3%，氯丙基三甲氧基硅烷的吨消耗约为1.09。
[0019]实施例2。
[0020]向反应爸中投入已干燥好的(水分含量816ppm)丙烯酸钠940kg,真空吸入氯丙基三甲氧基硅烷1800kg，再投入对苯二酚和4- (2-氨乙基)酚各6.96kg，四丁基氯化磷14.8kg，搅拌升温，在12(T140°C反应3小时后取样，结果显示氯丙基三甲氧基硅烷的含量为0.21%，可认为反应完全。将反应液通过离心机固液分离，收得氯化钠滤渣766kg，丙烯酰氧基丙基二甲氧基娃烧反应液1965kg。
[0021]将反应液投入精馏塔精馏，同时投入4- (2-氨乙基)酚5kg，采去低沸和前馏后，收集釜温13(Tl80°C馏分即为成品，本次生产共收集到纯度98%以上成品1651kg，产生低沸和釜料共191kg，精馏收率为84.02%，氯丙基三甲氧基硅烷的吨消耗约为1.09。
[0022]实施例3。
[0023]向反应爸中投入已干燥好的(水分含量816ppm)丙烯酸钠940kg,真空吸入氯丙基三乙氧基娃烧2280kg,再投入氢醌单甲醚和吩噻嗪各6.4kg,四丁基硫酸铵16.1kg,搅拌升温，在11(T140°C反应3小时后取样，结果显示氯丙基三乙氧基硅烷的含量为0.28%，可认为反应完全。将反应液通过离心机固液分离，收得氯化钠滤渣763kg，丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷反应液2456kg。
[0024]将反应液投入精馏塔精馏，同时投入对苯二酚6kg，采去低沸和前馏后，收集釜温13(Tl80°C馏分即为成品，本次生产共收集到纯度98%以上成品2068.7kg，产生低沸和釜料共248kg，精馏收率为84.23%，氯丙基三乙氧基硅烷的吨消耗约为1.1。
[0025]实施例4。
[0026]向反应爸中投入已干燥好的(水分含量1255ppm)丙烯酸钾1100kg,真空吸入氯丙基三异丙氧基娃烧2684kg,再投入吩噻嗪和对苯二酹各16.5kg,四丁基硫酸铵33kg,搅拌升温，在11(T130°C反应3小时后取样，结果显示氯丙基三异丙氧基硅烷的含量为0.31%，可认为反应完全。将反应液通过离心机固液分离，收得氯化钾滤渣1231kg，丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷反应液2556kg。
[0027]将反应液投入精馏塔精馏，同时投入吩噻嗪8kg，采去低沸和前馏后，收集釜温13(Tl80°C馏分即为成品，本次生产共收集到纯度98%以上成品2138kg，产生低沸和釜料共248kg，精馏收率为83.64%，氯丙基三异丙氧基硅烷的吨消耗约为1.26。
【主权项】
1.丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:⑴预先投入丙烯酸盐，再将原料氯丙基三烷氧基硅烷吸入反应釜中#)加入相转移催化剂、阻聚剂A ;⑶在10(Tl4(rC搅拌反应#)待反应完全后，将釜温冷却至常温后放料、然后用离心机进行固液分离、得滤液；(5)离心得到的滤液投入精馏，加入阻聚剂B，收集负压下的馏分即得产品丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷；所述的相转移催化剂为四丁基溴化胺、四丁基氯化磷、四丁基硫酸铵、四丁基碘化胺、四苯基氯化磷、三辛基甲基氯化铵、三苯基乙基溴化磷中的一种；所述的阻聚剂A为对苯二酚、2，6-二叔丁基-4-甲酚、氢醌单甲醚、吩噻嗪、4-羟基-2，2，6，6-四甲等哌啶-1氧自由基、4- (2-氨乙基)酚中的一种或两种组合；所述的阻聚剂B为对苯二酚、2，6- 二叔丁基-4-甲酚、氢醌单甲醚、吩噻嗪、4-羟基-2，2，6，6-四甲等哌啶-1氧自由基、4- (2-氨乙基)酚中的一种。2.根据权利要求1所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法，其特征在于:步骤⑴中氯丙基三烷氧基硅烷的实际投料质量为理论量的909Γ98%。3.根据权利要求1所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法，其特征在于:丙烯酸盐为丙烯酸钾和丙烯酸钠中的一种，丙烯酸盐的水分含量50(T5000ppm，氯丙基三烷氧基娃烧为氯丙基二甲氧基娃烧、氯丙基二乙氧基娃烧和氯丙基二异丙氧基娃烧中的一种。4.根据权利要求1、2或3所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法，其特征在于:步骤⑵中每种阻聚剂A的投料质量为丙烯酸盐和氯丙基三烷氧基硅烷总质量的0.1%?1%。5.根据权利要求1、2或3所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法，其特征在于:步骤⑵中催化剂的投料质量为丙烯酸盐和氯丙基三烷氧基硅烷总质量的0.29Γ2%。6.根据权利要求1、2或3所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法，其特征在于:步骤⑶中的反应时间为3飞小时。7.根据权利要求1、2或3所述的丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法，其特征在于:精馏时加入的阻聚剂B的用量为所投滤液总质量的0.19Tl%。
【专利摘要】本发明公开了一种丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷的制备方法，包括以下步骤：⑴预先投入丙烯酸盐，再将原料氯丙基三烷氧基硅烷吸入反应釜中；⑵投入相转移催化剂、阻聚剂A；⑶在100~140℃搅拌反应3~6小时；⑷待反应完全后，将釜温冷却至常温后放料离心；⑸离心出的滤液投入精馏，加入阻聚剂B，收集负压下的馏分即得高纯丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷。本发明的有益效果是：在缩合反应过程中使用相转移催化剂和阻聚剂A，在精馏过程中也采用了阻聚技术，这样大大提高了合成效率和产品纯度，降低了聚合风险，同时还获得了低能耗、低排放的综合社会效益。
【IPC分类】C07F7/18
【公开号】CN104926853
【申请号】CN201410099940
【发明人】刘磊, 刘祖锋, 岳立, 戴建才, 陈晓华, 舒亚飞, 方剑慧
【申请人】张家港市国泰华荣化工新材料有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2014年3月19日