一种制备丙基硅酸盐的方法
【专利摘要】本发明公开了一种制备丙基硅酸盐的方法，该方法包括：（1）将丙基三氯硅烷与水和钠型阳离子交换树脂混合进行水解反应，反应完毕，过滤上层得到丙基硅酸颗粒，所述丙基三氯硅烷、水与钠型阳离子交换树脂的用量的重量比为1：2-7：2-5，所述水解反应的温度为20-70℃；（2）将步骤（1）得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为5-8；（3）将步骤（2）洗涤后得到的丙基硅酸颗粒与水和氢氧化钠/氢氧化钾进行接触反应，过滤得含量为25-50%的丙基硅酸盐溶液；所述丙基硅酸颗粒与水和氢氧化钠/氢氧化钾的重量比为1：0.5-1：0.5-1.5；所述接触反应的条件包括：反应温度为90-120℃，反应时间为0.5-2小时。本发明的方法产品收率高、生产效率高、环保特别利于工业化生产。
【专利说明】
一种制备丙基硅酸盐的方法
技术领域
[0001]本发明涉及有机硅酸盐制备方法，具体地，涉及一种制备丙基硅酸盐的方法。
【背景技术】
[0002]有机硅酸盐作为建筑材料防水剂，以其优异的防水性、耐酸碱、耐高温以及价格便宜等优点，引起了人们的广泛关注。
[0003]目前，使用比较普遍的有机硅酸盐防水剂是甲基硅酸钠，然而随着现代建筑的发展以及环境等因素的变化，也对防水剂的防水剂性能提出了更高的要求。丙基硅酸盐由于其防水性能优于甲基硅酸盐从而引起了人们的关注。
[0004]CN102633826A公开了一种利用丙基三氯硅烷制备丙基硅酸盐水溶液的方法，该方法包括将硅烷副产物丙基三氯硅烷与自来水在一定的条件下水解缩合制成聚丙基硅氧烷微粒，将微粒再经水洗、浸泡脱酸，然后在一定的条件下与碱的水溶液反应制成丙基硅酸盐的水溶液成品。但是，该方法反应时间较长、产品收率仅有60%左右，并且采用丙基三氯硅烷直接水解容易聚合导致与反应容器发生交联，水解产物分离困难，无法工业化生产。
[0005]CN103408575A公开了一种丙基硅酸盐防水剂的制备方法，该方法利用丙基三氯硅烷，按摩尔比1:3~5和甲醇反应制得丙基三甲氧基硅烷，然后丙基三甲氧基硅烷在水解得到丙基硅醇，丙基硅醇再在甲醇的抑制保护下与强碱反应制备得到丙基硅酸盐水溶液型防水剂。但是，该方法需要使用大量的甲醇，一方面需要增加脱除甲醇的步骤，另一方面，使用甲醇也会对操作者的健康产生不利影响。另外，少量甲醇在防水剂中残留也导致产品不环保。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有的制备丙基硅酸盐方法中产品收率低、生产效率低以及丙基三氯硅烷直接水解易与反应容器发生交联而无法工业化生产的缺陷，提供一种产品收率高、生产效率高、环保且利于工业化生产的制备丙基硅酸盐的方法。
[0007]本发明的发明人通过大量研究发现，将丙基三氯硅烷与水和钠型阳离子交换树脂混合进行水解反应，能够使丙基三氯硅烷稳定水解成丙基硅酸颗粒，有效避免了丙基三氯硅烷直接水解发生聚合与反应容器交联，并且，该方法还使得丙基三氯硅烷的水解更加充分。另外，钠型阳离子交换树脂反应后转变成氢型阳离子交换树脂沉于反应液下层，易于分离，分离后直接用于离子交换法的硅溶胶生产，而硅溶胶生产后又得到钠型阳离子交换树月旨，形成一个无固体废渣排放的绿色循环工艺。
[0008]为了实现上述目的，本发明提供一种制备丙基硅酸盐的方法，该方法包括以下步骤:
(I)将丙基三氯硅烷与水和钠型阳离子交换树脂混合进行水解反应，反应完毕，过滤上层得到丙基硅酸颗粒，其中，所述丙基三氯硅烷、水与钠型阳离子交换树脂的用量的重量比为1:3-7:3-5，所述水解反应的温度为20-70°C ； (2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为5-8;
(3)将步骤(2)洗涤后得到的丙基硅酸颗粒与水和氢氧化钠/氢氧化钾进行接触反应，过滤得含量为30-50%的丙基硅酸盐溶液；其中，所述丙基硅酸颗粒与水和氢氧化钠/氢氧化钾的重量比为1:1-2:1-1.5 ;所述接触反应的条件包括:反应温度为90-120°C，反应时间为0.5-2小时。
[0009]在本发明中，步骤(I)水解反应在20_70°C下反应至丙基三氯硅烷完全反应，例如水解反应的时间可以为15-30分钟。所述丙基三氯硅烷的反应是否完全可以通过常规的反应监控方法确定，例如薄层色谱法(TLC)、气相色谱法(GC)、液相色谱法(LC或HPLC)、液相色谱-质谱联用法(LC-MS)或气相色谱-质谱联用法(GC-MS)等方法。步骤(I)反应完毕，反应液分层，上层为丙基硅酸颗粒，下层为离子交换树脂，余下为氯化钠水溶液。将上层分离得到的丙基硅酸颗粒进行步骤(2)的洗涤。下层分离得到的离子交换树脂可以直接用于离子交换法的硅溶胶生产，其中，氢型阳离子离子交换树脂可以通过该过程转变成钠型阳离子交换树脂，然后循环用于本发明的步骤(I)的丙基硅酸的生产。分离丙基硅酸颗粒和离子交换树脂后余下的氯化钠水溶液可以直接或折合成纯水量循环用于步骤(I)中水解反应后累积到一定的浓度后供给给氯碱厂用于电解，例如氯化钠质量浓度可以累积到20%以上，从而实现本发明的无废水排放。
[0010]在本发明中，所述钠型阳离子交换树脂可以为本领域常规使用的钠型阳离子交换树脂，例如可以为苯乙烯-二乙烯苯共聚体上带有磺酸根的阳离子交换树脂，作为市售品可以为001 X7,001X8,001 X 10等钠型阳离子交换树脂。
[0011 ] 在本发明中，优选地，在步骤(I)中，所述丙基三氯硅烷、水与钠型阳离子交换树脂的用量的重量比为1:3-5:3-4，所述水解反应的温度为45-65°C。
[0012]在本发明中，对于步骤(I)中丙基三氯硅烷与水和钠型阳离子交换树脂混合的过程并没有特别的限定，例如可以为同时/分别将丙基三氯硅烷、水和钠型阳离子交换树脂加入到反应容器中进行混合。为了使得丙基三氯硅烷水解更加充分，优选地，在步骤(I)中，将丙基三氯硅烷与水和钠型阳离子交换树脂混合的过程为:先将水与钠型阳离子交换树脂混合，再将丙基三氯硅烷滴加到水与钠型阳离子交换树脂混合得到的混合物中。所述混合的方法可以为本领域常规使用的方法，例如机械搅拌混合、磁力搅拌混合等。可用于混合和反应的反应容器可以为本领域常规使用的容器例如烧杯、烧瓶、反应釜等。优选情况下，所述容器为多口烧瓶，例如三口烧瓶、四口烧瓶等。所述多口烧瓶可以根据需要装置搅拌、温度计、冷凝管、恒压滴液漏斗等。所述多口烧瓶的容量可以根据实际生产投料量需要选择。
[0013]本发明的发明人通过研究还发现，丙基硅酸的颗粒大小会影响步骤(3)中丙基硅酸与水和氢氧化钠/氢氧化钾的接触反应，丙基硅酸的颗粒太大，则使接触反应不充分，致使反应时间过长，生产效率低；丙基硅酸颗粒过小，则小颗粒容易团聚，丙基硅酸颗粒分散性差，也会导致反应时间长的问题。发明人通过进一步研究发现，通过调节丙基三氯的滴加条件可以控制丙基硅酸颗粒的大小范围，进而促进反应的充分进行以及提高反应的效率。在本发明中，优选地，所述丙基三氯硅烷的滴加时间为1-3小时，该条件使得反应得到丙基娃酸颗粒的平均粒径为1-5_。
[0014]进一步优选地，所述丙基三氯硅烷的滴加时间为1.5-2.5小时，该条件使得反应得到丙基硅酸颗粒的平均粒径为2-4_。所述丙基三氯硅烷的滴加方法可以为本领域常规使用的方法，例如恒压滴液漏斗滴加、注射器注射滴加等。所述丙基三氯硅烷的滴加温度可以与水解反应的温度相同或不相同，优选情况下，所述丙基三氯硅烷的滴加温度与水解反应的温度相同。
[0015]在本发明中，优选地，丙基三氯硅烷与水和钠型阳离子交换树脂的水解反应、丙基硅酸颗粒与水和氢氧化钠/氢氧化钾的接触反应以及各种物料的混合在搅拌下进行，所述搅拌的方法可以为机械搅拌、磁力搅拌等。
[0016]本发明的发明人还发现，丙基硅酸颗粒的pH可以影响步骤(3)的接触反应，最终影响丙基硅酸盐的防水效果，因此，为了得到更好防水效果的丙基硅酸盐，优选情况下，在步骤(2)中，将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为6-8。洗涤后得到的丙基硅酸颗粒可以含有30-60%重量％的水分，可以不经过其它处理直接用于步骤(3)的接触反应。对于所述洗涤的方法并没有特别的限定，例如可以为使用水对丙基硅酸颗粒进行淋洗或者浸泡的方法。所述PH可以通过pH试纸或者校正过的pH计进行测定。
[0017]与现有技术相比，本发明的特点在于:(1)丙基硅酸盐生产的全过程采用水为溶剂，更加环保；(2)丙基三氯硅烷水解过程加入钠型阳离子交换树脂，避免了与反应容器的聚合交联，解决了工业化生产的问题；(3)丙基三氯硅烷水解过程反应更快且反应更加充分，所得丙基硅酸颗粒大小适中与碱反应更快且更加充分。
[0018]与现有技术相比，本发明的优点在于:(1)反应收率明显提高，收率达到79%以上；
(2)丙基硅酸盐生产效率更高，整体反应2-3小时即可完成。
[0019]本发明的其它特点和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【具体实施方式】
[0020]以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
[0021]以下实施例中:
钠型阳离子交换树脂为购于浙江争光实业股份有限公司的001X8钠型阳离子交换树脂。
[0022]丙基硅酸颗粒的平均粒径通过游标卡尺在常温下对同一样品取20个颗粒进行粒径测试然后取平均得到。
[0023]实施例1
(I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将400g水和400g钠型阳离子交换树脂加入到四口烧瓶中，控制温度为55°C，然后将10g丙基三氯硅烷加入到恒压滴液漏斗中滴入四口烧瓶中进行水解反应，丙基三氯硅烷的滴加时间为2小时，滴加完毕保持温度继续反应15分钟，过滤反应液上层得到平均粒径为3.1mm的丙基硅酸颗粒。
[0024](2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为6，得到64g丙基硅酸颗粒。
[0025](3)将步骤(2)洗涤得到的丙基硅酸颗粒、32g水和50g氢氧化钠加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，110°c下反应0.8小时，过滤得含量为45%的丙基硅酸钠溶液，收率为82.5%。
[0026]实施例2
(I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将300g水和400g钠型阳离子交换树脂加入到四口烧瓶中，控制温度为65°C，然后将10g丙基三氯硅烷加入到恒压滴液漏斗中滴入四口烧瓶中进行水解反应，丙基三氯硅烷的滴加时间为1.5小时，滴加完毕保持温度继续反应15分钟，过滤反应液上层得到平均粒径为4_的丙基硅酸颗粒。
[0027](2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为8，得到78g丙基硅酸颗粒。
[0028](3)将步骤(2)洗涤得到的丙基硅酸颗粒、63g水和78g氢氧化钾加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，100°c下反应I小时，过滤得含量为30%的丙基硅酸钾溶液，收率为81.9%ο
[0029]实施例3
(I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将500g水和350g钠型阳离子交换树脂加入到四口烧瓶中，控制温度为45°C，然后将10g丙基三氯硅烷加入到恒压滴液漏斗中滴入四口烧瓶中进行水解反应，丙基三氯硅烷的滴加时间为2.5小时，滴加完毕保持温度继续反应15分钟，过滤反应液上层得到平均粒径为2_的丙基硅酸颗粒。
[0030](2)将步骤(I)洗涤得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为5，得到74g丙基硅酸颗粒。
[0031](3)将步骤(2)得到的丙基硅酸颗粒、74g水和90g氢氧化钠加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，115°C下反应1.5小时，过滤得含量为27%的丙基硅酸钠溶液，收率为81.6%ο
[0032]对比例I
(I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将400g水加入到四口烧瓶中，控制温度为55°C，然后将10g丙基三氯硅烷加入到恒压滴液漏斗中滴入四口烧瓶中进行水解反应，丙基三氯硅烷的滴加时间为2小时，滴加完毕保持温度继续反应15分钟，过滤分离反应产物。
[0033](2)将步骤(I)得到的反应产物用水洗涤至pH为6，得到88g反应产物。
[0034](3)将步骤(2)洗涤得到的反应产物、44g水和70g氢氧化钠加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，110°c下反应0.8小时，过滤得含量为18%的丙基硅酸钠溶液，收率为45.5%。
[0035]在实施例1-3中，步骤(I)水解反应得到大小均匀的丙基硅酸颗粒，易于分离，最后得到丙基硅酸钠的收率也达到了 81.6%以上；而在对比例I中，步骤(I)丙基三氯硅烷水解产物大小不规则且与烧瓶交联严重，分离十分困难，最后得到的丙基硅酸钠的收率也只有 45.5%ο
[0036]实施例4
(I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将700g水和200g钠型阳离子交换树脂加入到四口烧瓶中，控制温度为70°C，然后将10g丙基三氯硅烷加入到恒压滴液漏斗中滴入四口烧瓶中进行水解反应，丙基三氯硅烷的滴加时间为2小时，滴加完毕保持温度继续反应15分钟，过滤反应液上层得到平均粒径为3_的丙基硅酸颗粒。
[0037](2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为6，得到67g丙基硅酸颗粒。
[0038](3)将步骤(2)洗涤得到的丙基硅酸颗粒、34g水和53g氢氧化钠加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，90°C下反应0.8小时，过滤得含量为41%的丙基硅酸钠溶液，收率为79.1%。
[0039]实施例5
(I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将200g水和500g钠型阳离子交换树脂加入到四口烧瓶中，控制温度为20°C，然后将10g丙基三氯硅烷加入到恒压滴液漏斗中滴入四口烧瓶中进行水解反应，丙基三氯硅烷的滴加时间为2小时，滴加完毕保持温度继续反应15分钟，过滤反应液上层得到平均粒径为2.9mm的丙基硅酸颗粒。
[0040](2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为6，得到69g丙基硅酸颗粒。[0041 ] (3)将步骤(2)洗涤得到的丙基硅酸颗粒、32g水和50g氢氧化钠加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，120°C下反应0.5小时，过滤得含量为42%的丙基硅酸钠溶液，收率为79.5%。
[0042]对比例2
(I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将10g水和50g钠型阳离子交换树脂加入到四口烧瓶中，控制温度为55°C，然后将10g丙基三氯硅烷加入到恒压滴液漏斗中滴入四口烧瓶中进行水解反应，丙基三氯硅烷的滴加时间为2小时，滴加完毕保持温度继续反应15分钟，过滤反应液上层得到平均粒径为3.1mm的丙基硅酸颗粒。
[0043](2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为6，得到68g丙基硅酸颗粒。
[0044](3)将步骤(2)洗涤得到的丙基硅酸颗粒、34g水和54g氢氧化钠加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，110°c下反应0.8小时，过滤得含量为36%的丙基硅酸钠溶液，收率为69.4%。
[0045]对比例3
(I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将150g水和650g钠型阳离子交换树脂加入到四口烧瓶中，控制温度为55°C，然后将10g丙基三氯硅烷加入到恒压滴液漏斗中滴入四口烧瓶中进行水解反应，丙基三氯硅烷的滴加时间为2小时，滴加完毕保持温度继续反应15分钟，过滤反应液上层得到平均粒径为3.0mm的丙基硅酸颗粒。
[0046](2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为6，得到60g丙基硅酸颗粒。
[0047](3)将步骤(2)洗涤得到的丙基硅酸颗粒、30g水和48g氢氧化钠加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，110°c下反应0.8小时，过滤得含量为42%的丙基硅酸钠溶液，收率为73.7%。
[0048]在对比例2中，步骤(I)所得产物出现了少量的交联现象，通过实施例1-5与对比例2、对比例3的对比可以看出，在本发明中，当丙基三氯硅烷、水与钠型阳离子交换树脂的用量的重量比为1:2-7:2-5时，能够取得很好的收率，均达到79%以上。
[0049]实施例6
(I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将400g水和400g钠型阳离子交换树脂加入到四口烧瓶中，控制温度为55°C，然后将10g丙基三氯硅烷加入到恒压滴液漏斗中滴入四口烧瓶中进行水解反应，丙基三氯硅烷的滴加时间为I小时，滴加完毕保持温度继续反应15分钟，过滤反应液上层得到平均粒径为5_的丙基硅酸颗粒。
[0050] (2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为6，得到72g丙基硅酸颗粒。[0051 ] (3)将步骤(2)洗涤得到的丙基硅酸颗粒、36g水和57g氢氧化钠加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，110°c下反应0.8小时，过滤得含量为39%的丙基硅酸钠溶液，收率为80.9%。
[0052]实施例7
(I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将400g水和400g钠型阳离子交换树脂加入到四口烧瓶中，控制温度为55°C，然后将10g丙基三氯硅烷加入到恒压滴液漏斗中滴入四口烧瓶中进行水解反应，丙基三氯硅烷的滴加时间为3小时，滴加完毕保持温度继续反应15分钟，过滤反应液上层得到平均粒径为1_的丙基硅酸颗粒。
[0053](2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为6，得到71g丙基硅酸颗粒。
[0054](3)将步骤(2)洗涤得到的丙基硅酸颗粒、35g水和56g氢氧化钠加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，110°c下反应0.8小时，过滤得含量为40%的丙基硅酸钠溶液，收率为81.1%。
[0055]实施例8
(I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将10g丙基三氯硅烷、400g水和400g钠型阳离子交换树脂加入到四口烧瓶中，控制温度为55°C反应15分钟，过滤反应液上层得到平均粒径为18mm的丙基硅酸颗粒。
[0056](2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为6，得到78g丙基硅酸颗粒。
[0057](3)将步骤(2)洗涤得到的丙基硅酸颗粒、39g水和62g氢氧化钠加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，110°c下反应0.8小时，过滤得含量为35%的丙基硅酸钠溶液，收率为78.7%。
[0058]通过实施例1和实施例6-8可以看出，通过控制丙基三氯硅烷的滴加时间可以调整得到丙基硅酸颗粒的大小，当得到丙基硅酸颗粒的平均粒径为1_5_时，有利于后续反应进行，提高反应效率，反应收率也达到80.9%以上。
[0059]对比例4
(I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将400g水和400g钠型阳离子交换树脂加入到四口烧瓶中，控制温度为90°C，然后将10g丙基三氯硅烷加入到恒压滴液漏斗中滴入四口烧瓶中进行水解反应，丙基三氯硅烷的滴加时间为2小时，滴加完毕保持温度继续反应15分钟，过滤反应液上层得到平均粒径为3.1mm的丙基硅酸颗粒。
[0060](2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为6，得到65g丙基硅酸颗粒。[0061 ] (3)将步骤(2)洗涤得到的丙基硅酸颗粒、32g水和50g氢氧化钠加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，110°c下反应0.8小时，过滤得含量为39%的丙基硅酸钠溶液，收率为71.1%。
[0062] 对比例5 (I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将400g水和400g钠型阳离子交换树脂加入到四口烧瓶中，控制温度为10°C，然后将10g丙基三氯硅烷加入到恒压滴液漏斗中滴入四口烧瓶中进行水解反应，丙基三氯硅烷的滴加时间为2小时，滴加完毕保持温度继续反应15分钟，过滤反应液上层得到平均粒径为3.1mm的丙基硅酸颗粒。
[0063](2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为6，得到62g丙基硅酸颗粒。
[0064](3)将步骤(2)洗涤得到的丙基硅酸颗粒、32g水和50g氢氧化钠加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，110°c下反应0.8小时，过滤得含量为39%的丙基硅酸钠溶液，收率为70.9%。
[0065]在实施例1-5中，步骤(I)的水解温度在20_70°C时，水解效率高并且稳定性好，而在对比例4-5中，水解温度过低则反应过慢，反应效率低，水解温度过高则开始发生部分聚合交联，稳定性降低。
[0066]对比例6
(I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将400g水和400g钠型阳离子交换树脂加入到四口烧瓶中，控制温度为55°C，然后将10g丙基三氯硅烷加入到恒压滴液漏斗中滴入四口烧瓶中进行水解反应，丙基三氯硅烷的滴加时间为2小时，滴加完毕保持温度继续反应15分钟，过滤反应液上层得到平均粒径为3.1mm的丙基硅酸颗粒。
[0067](2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为6，得到71g丙基硅酸颗粒。
[0068](3)将步骤(2)洗涤得到的丙基硅酸颗粒、36g水和57g氢氧化钠加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，70°C下反应0.8小时，过滤得含量为34%的丙基硅酸钠溶液，收率为70.5%。
[0069]对比例7
(I)在100ml的四口烧瓶上装置有搅拌、温度计、冷凝管和恒压滴液漏斗中，搅拌下，将400g水和400g钠型阳离子交换树脂加入到四口烧瓶中，控制温度为55°C，然后将10g丙基三氯硅烷加入到恒压滴液漏斗中滴入四口烧瓶中进行水解反应，丙基三氯硅烷的滴加时间为2小时，滴加完毕保持温度继续反应15分钟，过滤反应液上层得到平均粒径为3.1mm的丙基硅酸颗粒。
[0070](2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为6，得到66g丙基硅酸颗粒。[0071 ] (3)将步骤(2)洗涤得到的丙基硅酸颗粒、33g水和52g氢氧化钠加入到装置有搅拌、温度计和冷凝管的三口烧瓶中，140°C下反应0.8小时，过滤得含量为39%的丙基硅酸钠溶液，收率为73%。
[0072]通过将实施例1-10与对比例5-6进行对比发现，步骤(3)接触温度在90-120°C时，反应稳定且反应效率高。而当温度过低时，反应效率降低拖长生产节奏，并且温度过高也导致其它副反应的发生，使得产物收率降低，同时，温度的升高对反应的设备等要求也越尚O
[0073]此外，本发明提供的方法步骤(I)分离得到的阳离子交换树脂能够直接用于硅溶胶的生产并重新得到钠型阳离子交换树脂用于步骤(I)的循环使用，分离固体余下的氯化钠溶液可以用于步骤(I)的水解反应或供给给氯碱厂用于电解，保证了本发明的方法成为一种无固体废渣、无废水排放的绿色工艺。
[0074]以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0075]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0076]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【主权项】
1.一种制备丙基硅酸盐的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)将丙基三氯硅烷与水和钠型阳离子交换树脂混合进行水解反应，反应完毕，过滤上层得到丙基硅酸颗粒，其中，所述丙基三氯硅烷、水与钠型阳离子交换树脂的用量的重量比为1:2-7:2-5，所述水解反应的温度为20-70°C ； (2)将步骤(I)得到的丙基硅酸颗粒用水洗涤至pH为5-8; (3)将步骤(2)洗涤后得到的丙基硅酸颗粒与水和氢氧化钠/氢氧化钾进行接触反应，过滤得含量为25-50%的丙基硅酸盐溶液；其中，所述丙基硅酸颗粒与水和氢氧化钠/氢氧化钾的重量比为1:0.5-1:0.5-1.5 ;所述接触反应的条件包括:反应温度为90-120 °C，反应时间为0.5-2小时。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(I)中，将丙基三氯硅烷与水和钠型阳离子交换树脂混合的过程为:先将水与钠型阳离子交换树脂混合，再将丙基三氯硅烷滴加到水与钠型阳离子交换树脂混合的混合物中；所述丙基三氯硅烷的滴加时间为1-3小时。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述丙基三氯硅烷的滴加时间为1.5-2.5小时。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(I)中，所述丙基三氯硅烷、水与钠型阳呙子交换树脂的用量的重量比为1:3_5:3_4。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤(I)中，所述水解反应的温度为 45-65 °C。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述反应温度为100-115。。。
【文档编号】C07F7/08GK105985366SQ201510040861
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月27日
【发明人】齐官军, 叶科文, 田丹, 李明生, 甘高翔
【申请人】景德镇宏柏化学科技有限公司