甲基氯硅烷高沸物醇水解制備高沸硅油工藝研究卷,期】2023020002【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)34-36【關(guān)鍵詞】高沸物;高沸硅油;收率;運(yùn)動(dòng)粘度【作者】鄒磊磊;孫剛;姚飛;張保根【單位】浙江中天***硅材料有限公司,浙江衢州324004;浙江中天***硅材料有限公司,浙江衢州324004;浙江中天***硅材料有限公司,浙江衢州324004;浙江中天***硅材料有限公司,浙江衢州324004【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】+1有機(jī)硅是一種重要的新型高分子材料,在很多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用,其中**硅烷是有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)原料,在直接法合成**硅烷生產(chǎn)過程中除目標(biāo)產(chǎn)物二***二***硅烷外還有一些副產(chǎn)物,包括***三***硅烷、三**硅烷、***二***硅烷、高沸物和低沸物等[1]。

高沸物是指單體粗產(chǎn)物中沸點(diǎn)超過80℃的部分,目前國(guó)內(nèi)粗體產(chǎn)物中高沸物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為7%~8%[2],國(guó)外一般為3%~5%。

高沸物是一種醬色、帶有刺激性氣味并具有劇烈腐蝕性的混合液體,3左右,沸程80~215℃[3-4]。

僅2023年國(guó)內(nèi)單體企業(yè)的**硅烷總產(chǎn)能達(dá)到1700,而生產(chǎn)**硅烷粗產(chǎn)品帶來的有機(jī)硅高沸點(diǎn)副產(chǎn)物即高沸物約100[5]。

由于市場(chǎng)供過于求,存儲(chǔ)使用又困難,造成嚴(yán)峻的環(huán)保問題和平安問題,因此,為使有機(jī)硅產(chǎn)業(yè)健康進(jìn)展和經(jīng)濟(jì)效益最大化,急需將高沸物采納合理可行的方法進(jìn)行綜合利用。

目前,利用高沸物可以制備***硅酸鈉防水劑、消泡劑和脫模劑,合成新型有機(jī)硅樹脂,轉(zhuǎn)化為單硅烷等[6-9];可以制備陶瓷、波特蘭水泥[10-11];可以經(jīng)醇解、水解除酸后制成聚硅氧烷[12]。

因**硅烷生產(chǎn)過程中各種內(nèi)外因素的變化均導(dǎo)致高沸物組分發(fā)生變化,使不同廠家采納高沸裂解制備單硅烷技術(shù)存在差異[13];采納高沸制備防水劑、消泡劑、脫模劑市場(chǎng)容量有限;利用高沸制備有機(jī)硅樹脂目前處于試驗(yàn)討論階段;利用高沸制備陶瓷、波特蘭水泥的技術(shù)尚不夠成熟,不能從根本上解決問題。

因此,采納醇解、水解除酸后制成聚硅氧烷及其下游產(chǎn)品的討論逐步得到重視和推廣。

目前市場(chǎng)上高沸硅油的粘度基本都在10~152,但是針對(duì)粘度范圍在1~102和15~402或者其他粘度范圍的探究、生產(chǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域討論相對(duì)較少,同時(shí)為了提高經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo),產(chǎn)品收率也是至關(guān)重要的,因此討論高沸硅油的粘度和收率具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

1試驗(yàn)部分原料和儀器**硅烷高沸物,質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%;甲醇,尿素,氧化鋅,碳酸氫銨,氫氧化鈉,硅藻土,分析純;蒸餾水,試驗(yàn)室自制。

申科-212恒速攪拌機(jī),201型-恒溫油水浴鍋,31001電子天平,-Ⅲ循環(huán)水式真空泵;2三口燒瓶及配套玻璃儀器。

品氏粘度計(jì)測(cè)定,測(cè)定條件恒溫25℃;固含量用恒溫鼓風(fēng)干燥箱測(cè)定,測(cè)定條件120℃、2。

高沸硅油的制備將肯定量的精餾高沸物置入2的三口燒瓶中,恒速攪拌下油浴升溫至60℃,開頭滴加配方量的甲醇、水進(jìn)行醇解反應(yīng)。

開頭滴加時(shí)速度掌握較慢,以使***化氫氣體盡可能的完全汲取。

當(dāng)甲醇、水滴至一半時(shí),加快滴加速度并微開真空來除***化氫氣體。

甲醇滴加結(jié)束升溫至70℃左右通氮?dú)饣亓鞒?**化氫,然后冷卻至常溫,將物料轉(zhuǎn)入分液漏斗中靜置分層。

將上述分液漏斗中的下層酸性硅油分出,按規(guī)定比例的質(zhì)量比加入新奇甲醇,再加中和劑、助溶劑攪拌半小時(shí)后測(cè),依據(jù)加碳酸氫銨或通氨氣調(diào)至=6~8。

靜置分層,分出下層粗硅油產(chǎn)品,再經(jīng)過濾得到最終的硅油產(chǎn)品。

2結(jié)果與爭(zhēng)論水的用量對(duì)運(yùn)動(dòng)粘度的影響在反應(yīng)原料高沸物和甲醇總量均為500,反應(yīng)時(shí)間5,及中和劑尿素150、助熔劑氧化鋅10、碳酸氫銨14的相同條件下,通氨氣至硅油=7,產(chǎn)物的運(yùn)動(dòng)粘度ν與水量的關(guān)系如表1。

表1高沸硅油運(yùn)動(dòng)粘度與水量的關(guān)系1-從表1可知,甲醇、水中,水的含量越高,產(chǎn)品硅油運(yùn)動(dòng)粘度越大,硅油的流淌性漸漸減弱。

碳酸氫銨用量運(yùn)動(dòng)粘度的影響在原料高沸物和甲醇均為500,反應(yīng)時(shí)間為5,,中和劑尿素150、助熔劑氧化鋅10相同的狀況下,加入不同量的碳酸氫銨中和劑,然后通氨氣,在反應(yīng)原料配比及反應(yīng)時(shí)間不變時(shí),且硅油=7,產(chǎn)物的運(yùn)動(dòng)粘度與碳酸氫銨用量的關(guān)系如表2。

表2高沸硅油運(yùn)動(dòng)粘度與碳酸氫銨用量的關(guān)系2-從表2可知,酸性硅油在用碳酸氫銨中和條件下,其碳酸氫銨用量越多,運(yùn)動(dòng)粘度越大。

碳酸氫銨對(duì)硅油粘度的影響比甲醇中水的含量對(duì)硅油粘度的影響甚小,其實(shí)質(zhì)是水分子對(duì)硅油分子鏈接長(zhǎng)短的影響。

先加入適當(dāng)?shù)哪蛩睾脱趸\,然后加入不同量的碳酸氫銨做單因素對(duì)比,最終用氨氣將其中和。

正交試驗(yàn)結(jié)果及爭(zhēng)論為了進(jìn)一步對(duì)高沸物醇水解的工藝進(jìn)行優(yōu)化,選取水的用量、碳酸氫銨的用量、反應(yīng)時(shí)間,包括滴加時(shí)間和脫酸時(shí)間3個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn),其因素水平和試驗(yàn)結(jié)果分別如表3和表4。

表3正交試驗(yàn)因素水平3表4正交試驗(yàn)支配及結(jié)果4由表4可知,在收率指標(biāo)中,,說明各因素的主次挨次為反應(yīng)時(shí)間、水的用量、碳酸氫銨的用量;在運(yùn)動(dòng)粘度指標(biāo)中,,說明各因素的主次挨次為水的用量、反應(yīng)時(shí)間、碳酸氫銨的用量。

由此可發(fā)覺3個(gè)因素對(duì)收率和運(yùn)動(dòng)粘度的影響是不全都的,其中對(duì)硅油收率影響最大的是反應(yīng)時(shí)間,直接影響反應(yīng)進(jìn)行的程度;對(duì)硅油粘度影響最大的是水的用量,直接影響硅油相對(duì)分子質(zhì)量的大小。

在滿意產(chǎn)品合格的前提下,欲提高硅油的收率應(yīng)選擇313方案;欲得到低粘度硅油產(chǎn)品則應(yīng)選擇113方案,相反得到高粘度產(chǎn)品則選擇331方案。

因此,通過以上3因素試驗(yàn)條件的對(duì)比,清楚明確3者對(duì)產(chǎn)品指標(biāo)影響的主次關(guān)系,從而依據(jù)高沸硅油實(shí)際應(yīng)用或市場(chǎng)需求來調(diào)整工藝參數(shù)的變化,同時(shí)考慮綜合經(jīng)濟(jì)指標(biāo),盡可能達(dá)到最優(yōu)條件參數(shù)。

3結(jié)論在以高沸物為原料制備高沸硅油試驗(yàn)過程中,重點(diǎn)考察甲醇與水的配比、反應(yīng)時(shí)間、中和劑碳酸氫銨對(duì)硅油粘度和收率的影響。

結(jié)果發(fā)覺,轉(zhuǎn)變反應(yīng)物水、甲醇的配比對(duì)粘度影響顯著,碳酸氫銨的影響次之;反應(yīng)時(shí)間對(duì)硅油收率有比較明顯的影響,水、甲醇的配比次之。

由于高沸硅油是***硅烷副產(chǎn)高沸物的直接合成產(chǎn)物