γ-氯丙基三乙氧基硅烷.doc

γ-氯丙基三乙氧基硅烷生产技术综述
王正化学工程S141（zyxw）201472187
摘要：γ-氯丙基三乙氧基硅烷是合成多种硅烷偶联剂、橡胶等的重要原料，属精细化工产品有广泛的用途。目前使用连续生产氯丙基三乙氧基HYPERLINK"http://www.baidu.com/s?wd=%E7%A1%85%E7%83%B7&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6"\t"_blank"硅烷的反应系统及其合成方法来生产γ-氯丙基三乙氧基硅烷。它解决了目前氯丙基三乙氧基HYPERLINK"http://www.baidu.com/s?wd=%E7%A1%85%E7%83%B7&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6"\t"_blank"硅烷的合成反应周期长、能耗高、生产成本高、初产品中含有较多的HYPERLINK"http://www.baidu.com/s?wd=%E6%B0%AF%E5%8C%96%E6%B0%A2&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6"\t"_blank"氯化氢等问题。对有机硅改性材料的研究有较好的发展前景。
关键词：γ-氯丙基三乙氧基硅烷；硅烷偶联剂；合成；改性材料
1.1用途
γ-氯丙基三乙氧基硅烷是合成多种多种硅烷偶联剂的重要原料，属于精细化工产品，产品为有刺激性的无色或淡黄色液体，可溶于乙醇、丙酮等有机溶剂中，遇水分解。分子量212.0，分子式为ClCH2CH2CH2SiCl3。
目前国内外应用最广、用量最大的硅烷偶联剂是硅原子与有机官能团相隔三个亚甲基的γ-官能团硅烷偶联剂。γ-氯丙基三乙氧基硅在工业上称为“γ2”。用γ2与液氨在100℃，6.2MPa条件下反应可制的氨丙基三乙氧基硅烷，他是开发较早的一种硅烷偶联剂。与环氧氯丙烷在碱性条件下可制得环氧丙氧基三乙氧基硅烷，其偶联作用高于前者。与α-甲基丙烯酸缩合可制得α-甲基丙烯酰氧基三乙氧基硅烷，此种偶联剂可用作玻璃纤维与基材树脂的亲和偶联剂[1]。
在合成橡胶中的应用，γ2与含硫化合物在一定条件下可制得双-[3-(三乙氧基)硅丙基]四硫化合物，其为新型橡胶助剂。氯丙基三乙氧基硅烷在使用白炭黑、陶补强填充的含氯橡胶中，可明显改善硫化胶性能。氯丙基三乙氧基硅烷在胶料中的作用：分子结构中的乙氧基可与白炭黑或陶土表面所含的-OH基键合，有助于白炭黑，陶王在胶料中的浸润与分散；分子内所含的氯原子在胶料硫化时，会与含氯橡胶中所含的氯原子在硫化剂作用下相互使用，使整少分子组直接联接在橡胶分子链匕。由于氯丙基三乙氧基硅烷与含氯橡胶及浅色补强材料的相互作用，因而对硫化胶性能产生明显的影响[2]。
还有一些其他用途如：（1）制备Si-69、KH-550等多种硅烷偶联剂的主要原料。（2）作为一种橡胶加工助剂，用来偶联各种卤代橡胶中的无机填料，如：氯丁橡胶、氯化丁基橡胶、氯磺化聚乙烯等卤代橡胶，以提高各种物理机械性能。（3）合成含季铵盐阳离子的有机硅化合物，用作防霉菌、防臭整理剂，具有特殊的杀菌、防臭、抗静电及表面活性
世界有机硅需求量2000年达80万吨。我国60年代开始生产，经过几个五年计划，已形成“单体集中生产、产品加工适当分散”的格局。在合成技术和产品开发方面有较大进展，我国已形成了科研、生、产应用体系，具有5万t／a。的单体生产能力，并广泛应用于国民经济各个方面。
我国有机硅将继续、快速、健康地发展，加大科研投入，强化工程化研究开发，科研成果将加快转化生产力。有机氯硅烷单体生产能力将扩大，技术经济水平提高。有机硅产品将加快更新换代速度，按市场需求不断开发新产品。有机硅的主要用途有三点：合成有机硅单体、硅油、硅橡胶[3]。
1.2γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成
1.传统方法
（1）原理
目前的新合成方法是用三氯氢硅和氯丙烯在铂化物Pt(PPh3)2VSi(OEt)3的催化下，生成γ-氯丙基三氯硅烷,收率可达86%反应式如下：
HSiCl3+CH2=CH-CH2Cl→ClCH2CH2CH2SiCl3
ClCH2CH2CH2SiCl3+CH3CH2OH→ClCH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3+HCl
（2）合成
将已提纯的一定量的三氯氢硅(98%)和氯丙烯(99%)先打入混合釜内充分混，N2保护，再与批量的铂化物的异丙醇溶液一起打入真空度为0.03～0.04MPa并充N2的加成釜内,油浴加热，控制温度在50～60℃，充分反应5～6h；在反应的过程中催化剂分批量加入，加完后，使反应液逐渐升温至80℃，回流，当回流液渐渐减少，直至看不到回流液时，终止反应。把反应液打入分馏釜内进行分馏，釜内压力0.04MPa,温度控制在160℃，