專利名稱：三乙氧基硅烷的生產方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種三乙氧基硅烷的生產方法，尤其是涉及一種不含氯的三乙氧基硅烷的生產方法。
二、技術背景三乙氧基硅烷，又名三乙氧基氫硅。英文名Triethoxysilane，簡稱TES，分子式C6H16O3Si。三乙氧基硅烷HSi(OC2H5)3既含有可水解和醇解的Si-OC2H5鍵，又具有活潑的Si-H鍵。硅氫鍵能與一系列的烯、炔類單體在鉑催化劑下發(fā)生硅氫加成反應，得到各種硅烷偶聯(lián)劑，如三乙氧基硅烷與乙炔可進行催化加成得到高選擇性的乙烯基三乙氧基硅烷、與γ-氯丙烯催化合成可得到高純度的γ-氯丙基三乙氧基硅烷、還可制得有機硅封端固化的聚醚以及聚丙烯酸酯密封膠和粘合劑等產品。經由三乙氧基硅烷制得的硅烷偶聯(lián)劑往往每個分子上含兩種或多種不同的反應性基團，其中一種反應性基團為甲氧基或乙氧基，它可以與無機材料結合，如玻璃、金屬、硅砂等；另外一種反應性基團為乙烯基、環(huán)氧基、氨基、甲基丙烯酰氧或巰基等，可以與有機材料形成化學鍵合；所以硅烷偶聯(lián)劑可以作為合成樹脂、涂料、粘合劑的填料補強劑和用于無機基材上。三乙氧基硅烷具有廣泛的用途。對于作為歧化制備半導體所需的高純材料及醫(yī)藥衛(wèi)生行業(yè)用的高標準的有機硅材料的基本原料來說，工業(yè)界更提出了使用不含氯、無酸性的三乙氧基硅烷的要求。目前不含氯、無酸性的高質量的三乙氧基硅烷主要用金屬硅粉、乙醇為原料在銅系催化劑催化下直接制造三乙氧基硅烷；如US5,728,858；US6,680,399；US6,580,000；這些技術所采用的銅催化劑為氫氧化銅、氧化銅、氧化亞銅、烷氧基銅、有機羧酸銅和有機磷酸銅等；但是這些技術有的存在硅的轉化率低、反應產物中三乙氧基硅烷對四乙氧基硅烷的選擇性差的缺點；有的則有難于通過工業(yè)化放大生產的缺點。
三、技術內容針對上述缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種硅的轉化率高、反應產物中三乙氧基硅烷對四乙氧基硅烷的選擇性高及便于工業(yè)化放大生產的三乙氧基硅烷的生產方法。
本發(fā)明的技術內容為，一種三乙氧基硅烷的生產方法，其包括如下步驟(1)、將硅粉與復合助催化劑充分混合；再放入微波爐旋轉微波活化5～15分鐘；其復合助催化劑由氧化銅和氧化亞銅組成，其重量百分比為氧化銅20～80％，氧化亞銅20～80％；微波活化的溫度為250～280℃；(2)、將上述活化過的硅粉放入攪拌反應釜中，再加入導熱油和雷尼銅催化劑一起攪拌8～15分鐘，使金屬硅粉均勻分散；導熱油的加入量為導熱油(體積)∶硅粉投料量(重量)＝1～3∶1，雷尼銅催化劑的加入量為硅粉投料量的1～3重量％；(3)、繼續(xù)攪拌反應混合物，同時加熱至230℃～240℃；在攪拌下加入無水乙醇，加料速率為每分鐘無水乙醇(體積)∶投料硅粉量(重量)＝4～6∶100；(4)、收集三乙氧基硅烷餾出液，直至餾出液中三乙氧基氫硅的含量低于2％。
將收集的三乙氧基硅烷餾出液放在高效精餾塔中進行精餾，回流比為2～6，精確截取沸點在134～135℃的餾分，即得含量≥99％的三乙氧基硅烷。
本發(fā)明在反應中選擇使用雷尼銅(Raney Cu)作為主催化劑，提高了硅粉的轉化率；在合成三乙氧基硅烷反應前把新鮮的呈銀灰色金屬光澤的硅粉與氧化銅(CuO)和氧化亞銅(Cu2O)混合后在微波爐中活化，提高了反應產物三乙氧基硅烷的選擇性；在本發(fā)明的中硅的轉化率高于80％、反應產物中三乙氧基硅烷對四乙氧基硅烷的選擇性高于95％、反應的合成反應收率高；本發(fā)明適用于大規(guī)模的工業(yè)化生產。
四、具體實施例下面從實施例進一步描述和理解本發(fā)明，但未限于所舉的實施例。
例1、將100g粉碎的硅粉與由1.5g氧化銅、1.5g氧化亞銅組成的復合助催憂劑充分混合；再放入微波爐旋轉微波活化10分鐘；微波活化的溫度為270℃；將活化過的硅粉放入攪拌反應釜中，再加入江陰化工一廠生產的ZIG-330導熱油400ml和2g雷尼銅催化劑一起攪拌10分鐘，使金屬硅粉均勻分散；繼續(xù)攪拌反應混合物，同時加熱至230℃；在攪拌下加入無水乙醇，加料速率為每分鐘5ml；收集三乙氧基硅烷餾出液，直至餾出液中三乙氧基氫硅的含量低于2％，停止攪拌及停止收集餾出液；餾出液中含三乙氧基硅烷461g，、四乙氧基硅烷24g，反應產物用氣相色譜分析；硅的轉化率83％，TES的選擇性95％，合成反應收率為78.8％；將收集的三乙氧基硅烷餾出液放在高效精餾塔中進行精餾，回流比為2～6，精確截取沸點在134～135℃的餾分，得含量≥99％的三乙氧基硅烷368.8g。
例2、將300g粉碎的硅粉與由8g氧化銅、2g氧化亞銅組成的復合助催化劑充分混合；再放入微波爐旋轉微波高火活化10分鐘；微波活化的溫度為270℃；將上述活化過的硅粉放入攪拌反應釜中，再加入江陰化工一廠生產的ZIG-330導熱油680ml和5g雷尼銅催化劑一起攪拌10分鐘，使金屬硅粉均勻分散；繼續(xù)攪拌反應混合物，同時加熱至260℃；在攪拌下加入無水乙醇，加料速率為每分鐘18ml；收集三乙氧基硅烷餾出液，直至餾出液中三乙氧基氫硅的含量低于2％，停止攪拌及停止收集餾出液；餾出液中三乙氧基硅烷1366g、四乙氧基硅烷71.8g，反應產物用氣相色譜分析；硅的轉化率82％，TES的選擇性95％，合成反應收率為77.9％；將收集的三乙氧基硅烷餾出液放在高效精餾塔中進行精餾，回流比為2～6，精確截取沸點在134～135℃的餾分，得含量≥99％的三乙氧基硅烷1093g。
權利要求
1.一種三乙氧基硅烷的生產方法，其包括如下步驟(1)、將硅粉與復合助催化劑充分混合；再放入微波爐旋轉微波活化5～15分鐘；其復合助催化劑由氧化銅和氧化亞銅組成，其重量百分比為氧化銅20～80％，氧化亞銅20～80％；微波活化的溫度為250～280℃；(2)、將上述活化過的硅粉放入攪拌反應釜中，再加入導熱油和雷尼銅催化劑一起攪拌8～15分鐘，使金屬硅粉均勻分散；導熱油的加入量為導熱油(體積)∶硅粉投料量(重量)＝1～3∶1，雷尼銅催化劑的加入量為硅粉投料量的1～3重量％；(3)、繼續(xù)攪拌反應混合物，同時加熱至230℃～240℃；在攪拌下加入無水乙醇，加料速率為每分鐘無水乙醇(體積)∶投料硅粉量(重量)＝4～6∶100；(4)、收集三乙氧基硅烷餾出液，直至餾出液中三乙氧基氫硅的含量低于2％。
2.根據(jù)權利要求1所述的三乙氧基硅烷的生產方法，其特征為復合助催化劑氧化銅和氧化亞銅的重量百分比各為50％。
3.根據(jù)根據(jù)權利要求1所述的三乙氧基硅烷的生產方法，其特征為三乙氧基硅烷餾出液在高效精餾塔中進行精餾，回流比為2～6，三乙氧基硅烷餾分截取沸點為134～135℃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三乙氧基硅烷的生產方法，在硅粉中，加入氧化銅和氧化亞銅組成復合催化劑，進行微波加熱活化后在高溫導熱油中以雷尼銅(Raney Cu)為主催化劑，與無水乙醇直接反應制備無氯三乙氧基硅烷。本發(fā)明具有硅的轉化率高、三乙氧基硅烷的選擇性高、反應的合成反應收率高及適用于大規(guī)模的工業(yè)化生產的優(yōu)點。
文檔編號C07F7/00GK1810811SQ200610038440
公開日2006年8月2日 申請日期2006年2月22日 優(yōu)先權日2006年2月22日
發(fā)明者虞人杰, 陳俊律, 祝永勝 申請人:江陰市金山化工有限公司