一种催化硅酸酯水解的新方法

文档序号:36160763发布日期:2023-11-23 08:39阅读:23来源:国知局

本发明属于硅酸酯催化水解。


背景技术:

1、硅酸酯水解反应缓慢,通常需要使用催化剂加快其速率。按照化学属性,目前采用的催化剂可分为酸性、碱性和中性三类[e.j.a.pope,et al.sol-gel processing ofsilica:ii.the role of the catalyst[j].journal of non crystalline solids,1986]。其中,常用酸性催化剂有盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸、乙酸和酒石酸等。常用碱性催化剂有氨水、有机胺、碱性氨基酸等。中性催化剂通常是指有机锡[c.s.hernández,etal.dbtl as neutral catalyst on teos/pdms anticorrosive coating[j].journal ofsol gel science & technology,2017]。不同催化剂的作用机制不同。对酸性催化剂,弱电性的水分子充当亲核试剂进攻硅原子使其发生水解。酸性催化剂会向体系中引入不必要的可溶盐离子,同时还存在酸腐蚀的风险。氨、有机胺等弱碱性催化剂则是通过解离出的小半径oh-亲核进攻硅原子进行水解。但碱性催化剂不仅本身有一定毒性,还能参与大气成核过程影响生态环境。中性催化剂有机锡预水解生成的锡羟基化合物可能诱导类似碱催化剂的作用机制,通过中间体锡硅氧烷形成硅氧烷键,而有机锡存在毒性。本发明则研究了采用钙的烷氧基化合物作为催化剂来促进硅酸酯水解,其用量少且最终与大气中二氧化碳反应生成稳定且无害的产物碳酸钙。


技术实现思路

1、本发明提供了一种催化硅酸酯水解的新方法。

2、本发明所采取的技术方案为:以钙的烷氧基化合物作为催化剂,与硅酸酯、醇、去离子水混溶后于室温下搅拌一定时间即可使硅酸酯发生水解。

3、本发明中所采用钙的烷氧基化合物为乙二醇钙、丙二醇钙、丙三醇钙、异丙醇钙中的一种或几种。

4、本发明中所采用硅酸酯为硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、三甲基硅烷氧基硅酸酯中的一种或几种。

5、本发明中所采用醇为甲醇、乙醇、丙醇中的一种或几种。

6、本发明中所采用硅酸酯的浓度为0.1~1.5mol/l。

7、本发明方法采用去离子水与硅酸酯的质量比为1∶10~5∶2。

8、本发明方法采用醇与硅酸酯的质量比为5∶1~20∶1。

9、本发明方法采用钙的烷氧基化合物与硅酸酯的质量比为1∶10000~1∶50。

10、本发明方法中水解所需时间为0.5~72小时。

11、本发明上述技术方案的有益效果在于:以钙的烷氧基化合物作为催化剂显著提高了硅酸酯水解反应速率,反应条件温和,工艺简单易行,并且与大气环境中的二氧化碳反应后最终产生稳定且无害的中性难溶物碳酸钙。



技术特征:

1.一种催化硅酸酯水解的新方法,其特征在于:以钙的烷氧基化合物作为催化剂,将之与硅酸酯、醇、去离子水混溶后于室温下搅拌一定时间即可使硅酸酯发生水解。

2.根据权利1的要求,所用钙的烷氧基化合物为乙二醇钙、丙二醇钙、丙三醇钙、异丙醇钙中的一种或几种。

3.根据权利1的要求,所用硅酸酯为硅酸甲酯、硅酸乙酯、硅酸丙酯、三甲基硅烷氧基硅酸酯中的一种或几种。

4.根据权利1的要求,所用醇为甲醇、乙醇、丙醇中的一种或几种。

5.根据权利1的要求,所用硅酸酯的浓度为0.1~1.5mol/l。

6.根据权利1或2的要求,所用去离子水与硅酸酯的质量比为1∶10~5∶2。

7.根据权利1或2的要求,所用醇与硅酸酯的质量比为5∶1~20∶1。

8.根据权利1或3的要求,所用钙的烷氧基化合物与硅酸酯的质量比为1∶10000~1∶50。

9.根据权利1的要求,水解所需时间为0.5~72小时。


技术总结
本发明提供了一种催化硅酸酯水解的新方法。该方法以钙的烷氧基化合物作为催化剂,将之与硅酸酯、醇、去离子水混溶后于室温下搅拌一定时间即可使硅酸酯发生水解。该方法具有催化效率高,反应条件温和,工艺简单易行的特点,且催化剂最终会与大气中二氧化碳反应生成稳定且无害的中性碳酸钙。

技术研发人员:杨富巍,陈文婷,刘妍
受保护的技术使用者:西北大学
技术研发日:
技术公布日:2024/1/16
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