直接合成烷氧基硅烷的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111320645A(43)申请公布日2020.06.23(21)申请号201811561513.4(22)申请日2018.12.14(71)申请人协鑫工业设计研究（徐州）有限公司地址221004江苏省徐州市经济技术开发区杨山路66号(72)发明人张建立江宏富王小军蒋立民佟峰(51)Int.Cl.C07F7/04(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称直接合成烷氧基硅烷的方法(57)摘要本发明提供了用于合成烷氧基硅烷的方法，该方法包括采用工业副产硅粉作为原料，采用铜系催化剂与助剂形成新型的复合催化剂体系，将硅粉与复合催化剂进行预先处理，再将其混合物与烷氧醇均匀分散在悬浮剂内，在反应器内发生直接合成反应。采用本发明技术方案，拓宽了多晶硅制备副产硅粉的粒径适用范围，整个过程烷氧醇用量很少，硅粉转化率高，产物的纯度和收率高，设备投资成本低，适宜大规模工业化生产。CN111320645ACN111320645A权利要求书1/1页1.一种合成烷氧基硅烷的方法，其特征在于，分别将烷氧醇、预处理的硅粉和催化剂从反应器底部加入，并加入悬浮剂，控制反应温度150-400℃，反应压力0-4MPa，在搅拌条件下，使得所有物料均匀分散在悬浮剂内并发生反应。2.根据权利要求1所述的合成烷氧基硅烷的方法，其特征在于，所述硅粉和催化剂的质量比为100∶0.1-12，所述硅粉和烷氧醇的质量比为1∶3-50；所述悬浮剂选自液态烷氧基硅烷。3.根据权利要求2所述的合成烷氧基硅烷的方法，其特征在于，所述硅粉和烷氧醇的质量比为1∶7-20；所述悬浮剂选自三甲氧基硅烷、二甲氧基硅烷或四甲氧基硅烷。4.根据权利要求3所述的合成烷氧基硅烷的方法，其特征在于，所述悬浮剂选自四甲氧基硅烷。5.根据权利要求1-4任一项所述的合成烷氧基硅烷的方法，其特征在于，所述反应温度为200-250℃，反应压力为0.2-0.6MPa。6.根据权利要求5所述的合成烷氧基硅烷的方法，其特征在于，所述硅粉和催化剂的预处理是将工业副产硅粉和催化剂在反应器内混合，在辅助气体保护下，边搅拌、边微波加热到105-800℃，保温0.1-12小时。7.根据权利要求6所述的合成烷氧基硅烷的方法，其特征在于，所述催化剂是将铜系催化剂的一种或多种与助剂的一种或多种进行混合，再将混合物加入悬浮剂中，在辅助气体的保护下，搅拌0.5-4小时后过滤得到滤渣，滤渣在105-155℃下隔绝空气烘干；所述铜系催化剂与所述助剂的比例为10-100∶1。8.根据权利要求7所述的合成烷氧基硅烷的方法，其特征在于，所述铜系催化剂选自纳米铜粉、氧化铜、氢氧化铜、氧化亚铜、氯化铜、氯化亚铜、醋酸铜、乙酸铜或双二乙基磷酸铜中的一种或几种；所述助剂选自氧化银、氧化镍、四氧化三镍、三氧化二镍、氧化镁、氧化铝、二氧化锰、三氧化二钴、氧化锑中的一种或几种。9.根据权利要求8所述的合成烷氧基硅烷的方法，其特征在于，所述铜系催化剂选自纳米铜粉、氧化亚铜、氢氧化铜和氯化亚铜中的一种或几种；所述助剂选自氧化镍、氧化铝和氧化锑中的一种或几种。10.根据权利要求5所述的合成烷氧基硅烷的方法，其特征在于，所述辅助气体选自氢气、一氧化碳或硅烷气。2CN111320645A说明书1/6页直接合成烷氧基硅烷的方法技术领域[0001]本发明涉及烷氧基硅烷的制备领域，更详细而言，涉及利用了硅粉与烷氧醇合成四烷氧基硅烷的方法。背景技术[0002]烷氧基硅烷是很重要的有机硅原料，是制备硅烷化合物、有机硅酮聚合物、胶体二氧化硅、甲硅烷基化剂及陶瓷的基本原料，广泛用于精密铸造、白炭黑制造、粘结剂、涂料及特种涂层制备等领域，也可用作烯烃聚合催化剂、交联剂，近年来得到了迅速发展。[0003]迄今为止，工业上制备烷氧基硅烷的方法通常采用氯硅烷醇解法，例如，首先使金属硅与氯反应制备四氯化硅，然后四氯化硅用乙醇醇解制备正硅酸乙酯，其反应式如下：[0004]Si+4HCl→SiCl4+其它的氯硅烷副产物(1)[0005]SiCl4+4C2H5OH→Si(OC2H5)4+4HCl↑(2)[0006]式中R为烷基。[0007]采用两步法生产烷氧基硅烷，工艺流程长，物料损耗大，收率低，生成的副产物HCl回收麻烦，易造成设备腐蚀和环境污染，且设备投资较高。[0008]另外的合成烷氧基硅烷方法是采用硅与醇直接发生反应，主反应式如下：[0009]Si+4C2H5OH----→Si(OC2H5)4+2H2↑+其它的乙氧基副产物(3)[0010]显而易见，该方法与传统的两步法相比，其优势在于工艺过程简单，获得目标产物的工艺流程变短，没有腐蚀性的HCl气体产生，工艺过程也符合绿色化发展的化工原则。[0011]