一種利用有機(jī)硅水解物制備硅橡膠的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化工有機(jī)硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用有機(jī)硅水解物制備硅橡膠的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)硅水解物是指有機(jī)氯硅烷經(jīng)水解反應(yīng)后得到一種由線性和環(huán)性低聚硅氧烷組成的混合物，工業(yè)生產(chǎn)中常常夾帶少量水、HCl等雜質(zhì)物。有機(jī)硅水解物是一種重要的有機(jī)娃中間產(chǎn)物，是合成娃油、娃橡膠、娃樹脂的基礎(chǔ)。國內(nèi)外對有機(jī)娃水解物利用方式主要包括兩類:一是將有機(jī)硅水解物裂解重組為低聚環(huán)硅氧烷混合物即有機(jī)硅DMC，再進(jìn)一步制備硅油、硅橡膠等產(chǎn)品；二是直接利用有機(jī)硅水解物制備107硅橡膠。由于水解物中既含有環(huán)性聚硅氧烷，又含有線性聚硅氧烷，若全部裂解重組制備DMC，不僅需要消耗能量、催化劑，而且會(huì)產(chǎn)生大量容易造成嚴(yán)重環(huán)境污染的裂解殘?jiān)蝗羧坑脕碇苽?07硅橡膠，則必須先將水解物中水等雜質(zhì)物質(zhì)去除，再將環(huán)性聚硅氧烷裂解為線性聚硅氧烷，需要多消耗一定能量、催化劑。
[0003]目前，由于國內(nèi)外有機(jī)硅單體生產(chǎn)產(chǎn)能過剩，銷售市場不景氣，為了降低生產(chǎn)成本，提高綜合效益，各有機(jī)硅生產(chǎn)廠家紛紛加大了生產(chǎn)裝置節(jié)能降耗等技術(shù)改造力度，并適當(dāng)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加產(chǎn)品綜合利用價(jià)值。中國專利CN 104031084A介紹了一種有機(jī)硅水解物環(huán)線分離方法，利用有機(jī)硅水解
物中環(huán)體和線體沸點(diǎn)不同，通過精餾方式分別收集環(huán)體和線體。該發(fā)明有利于減輕水解物裂解成DMC負(fù)荷，減少裂解裝置投資，且通過分離后的線體直接制備107膠，大大節(jié)省了生產(chǎn)成本，但是，該技術(shù)分離的線體未直接制備107膠，而是經(jīng)過冷卻后包裝、出售，買家需要再次將所得線體升溫后聚合，造成大量能量浪費(fèi)，此外，對收集的環(huán)體只是簡單的出售，未有效提升其價(jià)值；中國專利CN101173044A介紹了一種綜合利用有機(jī)硅水解料制備硫化硅橡膠的方法。通過將有機(jī)硅水解物環(huán)線分離后，分離出的線體在氮?dú)庋h(huán)脫水條件下，制備107膠，環(huán)體經(jīng)脫水等步驟后制備110膠。該方法提高了有機(jī)硅水解物的綜合利用價(jià)值，降低了原料成本，節(jié)省了大量能源消耗，但是，該法采用間歇式進(jìn)行環(huán)線分離，能耗較高、產(chǎn)能較低，分離后的環(huán)體僅簡單脫水處理，未采取措施降低環(huán)體中其它水、HCl等雜質(zhì)成分，導(dǎo)致制備110膠性能可能出現(xiàn)透明度、穩(wěn)定性及其它性能下降的現(xiàn)象，甚至還會(huì)產(chǎn)生異味，嚴(yán)重影響產(chǎn)品品質(zhì)及其應(yīng)用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)，提供一種提高有機(jī)硅水解物利用價(jià)值的方法。
本發(fā)明提供的一種提高有機(jī)硅水解物利用價(jià)值的方法包括如下步驟:
(A)有機(jī)硅水解物經(jīng)降膜蒸發(fā)器預(yù)熱后進(jìn)入蒸餾裝置中，控制蒸餾裝置溫度為100~200°C、真空度為-40kPa~-95kPa ； (B)控制蒸餾裝置上部餾分即環(huán)體采出流量為有機(jī)硅水解物進(jìn)料量的20%~60%;
(C)控制蒸餾裝置底部線體采出，使蒸餾釜保持穩(wěn)定的液位；
(D)自蒸餾釜采出的高溫線體通過栗直接輸送至聚合釜，在堿性催化劑作用下聚合，再經(jīng)過后續(xù)的中和、脫低工序后制備成107膠；
(E)自蒸餾裝置上部采出的環(huán)體，經(jīng)活性炭、分子篩兩級除雜、過濾后輸送至反應(yīng)釜中，在催化劑及封頭劑作用下聚合，經(jīng)脫除產(chǎn)物內(nèi)低分子后即得到110膠。
[0005]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比其優(yōu)點(diǎn)在于:
1、減輕了有機(jī)硅水解物裂解制備DMC負(fù)荷，減少了裂解殘?jiān)a(chǎn)生量。
[0006]2、水解物分離成環(huán)體、線體為連續(xù)操作，比間歇操作更穩(wěn)定、更節(jié)能。
[0007]3、充分利用蒸餾裝置底部采出線體溫度制備107膠，節(jié)省了大量能量。
[0008]4、利用蒸餾得到的線體制備107膠，省略脫水、開環(huán)等步驟，簡化了工藝流程，節(jié)約了大量能源。
[0009]5、活性炭不僅吸附環(huán)體中的水、HCl等雜質(zhì)，而且可以催化環(huán)體中硅烷醇等雜質(zhì)物聚合成大分子化合物，再經(jīng)分子篩過濾除掉，可以大大降低環(huán)體中雜質(zhì)含量，提高制備的110膠品質(zhì)含量。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1
有機(jī)硅恒沸酸水解物以5m3/h流速經(jīng)降膜換熱器加熱后進(jìn)入蒸餾裝置，控制蒸餾釜溫度為150°C、真空度為_60kPa，控制蒸餾裝置上部環(huán)體采出量為1.5m3/h，經(jīng)活性炭、分子篩除雜處理后，以四甲基二乙烯基硅氧烷為封頭劑，在四甲基氫氧化銨的催化作用下制備出110硅橡膠；控制蒸餾底部線體采出量約3.5m3/h，在氫氧化鉀的催化作用下直接制備107膠。經(jīng)分析檢測，所得環(huán)體中D3、D4、D5的含量總和約99.3%，制備的107膠、110膠各項(xiàng)性能指標(biāo)均合格，其中107膠粘度分布范圍較采用DMC原料制備的縮窄約960cp。
[0011]實(shí)施例2
有機(jī)硅恒沸酸水解物以5m3/h流速經(jīng)降膜換熱器加熱后進(jìn)入蒸餾裝置，控制蒸餾釜溫度為100°C、真空度為_90kPa，控制蒸餾裝置上部環(huán)體采出量為2m3/h，經(jīng)活性炭、分子篩除雜處理后，以四甲基二乙烯基硅氧烷為封頭劑，在四甲基氫氧化銨的催化作用下制備出110硅橡膠；控制蒸餾底部線體采出量約3m3/h，在氫氧化鉀的催化作用下直接制備107膠。經(jīng)分析檢測，所得環(huán)體中D3、D4、D5的含量總和約99.1%，制備的107膠、110膠的各項(xiàng)性能指標(biāo)均合格，其中107膠粘度分布范圍較采用DMC原料制備的縮窄約1500cp。
[0012]實(shí)施例3
有機(jī)硅濃酸水解物以5m3/h流速經(jīng)降膜換熱器加熱后進(jìn)入蒸餾裝置，控制蒸餾釜溫度為150°C、真空度為_60kPa，控制蒸餾裝置上部環(huán)體采出量為1.5m3/h，經(jīng)活性炭、分子篩除雜處理后，以四甲基二乙烯基硅氧烷為封頭劑，在四甲基氫氧化銨的催化作用下制備出110硅橡膠；控制蒸餾底部線體采出量約3.5m3/h，在氫氧化鉀的催化作用下直接制備107膠。經(jīng)分析檢測，所得環(huán)體中D3、D4、D5的含量總和約97.5%，制備的107膠、110膠的各項(xiàng)性能指標(biāo)均合格，其中107膠粘度分布范圍較采用DMC原料制備的縮窄約2190cp。
[0013]實(shí)施例4 有機(jī)硅濃酸水解物以5m3/h流速經(jīng)降膜換熱器加熱后進(jìn)入蒸餾裝置，控制蒸餾釜溫度為100°C、真空度為_90kPa，控制蒸餾裝置上部環(huán)體采出量為lm3/h，經(jīng)活性炭、分子篩除雜處理后，以四甲基二乙烯基硅氧烷為封頭劑，在四甲基氫氧化銨的催化作用下制備出110硅橡膠；控制蒸餾底部線體采出量約4m3/h，在氫氧化鉀的催化作用下直接制備107膠。經(jīng)分析檢測，所得環(huán)體中D3、D4、D5的含量總和約99.5%，制備的107膠、110膠的各項(xiàng)性能指標(biāo)均合格，其中107膠粘度分布范圍較采用DMC原料制備的縮窄約870cp。
[0014]實(shí)施例5
有機(jī)硅濃酸水解物以5m3/h流速經(jīng)降膜換熱器加熱后進(jìn)入蒸餾裝置，控制蒸餾釜溫度為180°C、真空度為_90kPa，控制蒸餾裝置上部環(huán)體采出量為1.5m3/h，經(jīng)活性炭、分子篩除雜處理后，以四甲基二乙烯基硅氧烷為封頭劑，在四甲基氫氧化銨的催化作用下制備出110硅橡膠；控制蒸餾底部線體采出量約3.5m3/h，在氫氧化鉀的催化作用下直接制備107膠。經(jīng)分析檢測，所得環(huán)體中D3、D4、D5的含量總和約97.9%，制備的107膠、110膠的各項(xiàng)性能指標(biāo)均合格，其中107膠粘度分布范圍較采用DMC原料制備的縮窄約2140cp。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用有機(jī)硅水解物制備硅橡膠的方法，其特征在于，包括如下步驟:有機(jī)硅水解物以5m3/h的流速經(jīng)降膜蒸發(fā)器預(yù)熱后進(jìn)入蒸餾裝置中，控制蒸餾裝置溫度、壓力及蒸餾裝置上部環(huán)體、底部線體的采出速度； 所得環(huán)體自蒸餾裝置上部采出后，經(jīng)活性炭、分子篩兩級除雜、過濾后輸送至反應(yīng)釜中，在催化劑及封頭劑作用下聚合，經(jīng)脫除產(chǎn)物內(nèi)低分子后即得到110硅橡膠； 所得線體自蒸餾釜采出后通過栗直接輸送至聚合釜，在堿性催化劑作用下聚合，再經(jīng)過中和、脫低工序后制備成107硅橡膠。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用有機(jī)硅水解物制備硅橡膠的方法，其特征在于，所述的催化劑為四甲基氫氧化銨，封頭劑為四甲基二乙烯基硅氧烷或低粘度乙烯基硅油； 所述的堿性催化劑為氫氧化鉀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用有機(jī)硅水解物制備硅橡膠的方法，其特征在于，其中蒸餾裝置溫度控制為100?200°C，蒸餾裝置內(nèi)的真空度控制為_40kPa?_95kPa。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用有機(jī)硅水解物制備硅橡膠的方法，其特征在于，其中蒸餾裝置上部環(huán)體采出速度為1.0-3m3/h，且上部換體采出量為有機(jī)硅水解物進(jìn)料量的20%?60%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用有機(jī)硅水解物制備硅橡膠的方法，其特征在于，其中環(huán)體除雜工序?yàn)榛钚蕴寂c分子篩兩級過濾干燥除雜，分子篩型號(hào)為3A、4A、5A、13X、AF、NF類型或其混合物。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用有機(jī)硅水解物制備硅橡膠的方法，具體是將有機(jī)硅水解物經(jīng)降膜蒸發(fā)器預(yù)熱后通入蒸餾裝置中，控制蒸餾裝置溫度、壓力及餾分、蒸餾殘液采出速度實(shí)現(xiàn)水解物中環(huán)體、線體以特定比例連續(xù)分離，并利用得到的環(huán)體、線體經(jīng)進(jìn)一步處理后分別制備110膠和107膠的一種方法。實(shí)踐證明，與國內(nèi)外通用的有機(jī)硅水解物裂解制備DMC，再進(jìn)一步制備110膠和107膠的工藝相比，本發(fā)明不僅工藝流程簡單，操作方便，而且能耗和物耗顯著降低，在一定程度上提高了有機(jī)硅水解物的利用價(jià)值。
【IPC分類】C08G77/20, C08G77/08
【公開號(hào)】CN105175730
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】熊濤, 李書兵, 陳建剛, 顏昌銳, 王文金, 孫剛, 周治國, 李聰
【申請人】湖北興瑞化工有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月19日