2550-06-3 / γ-氯丙基三氯硅烷的應(yīng)用

背景及概述^{[1] [3]}

γ-氯丙基三氯硅烷(Cl(CH₂)₃SiCl₃)是硅烷偶聯(lián)劑產(chǎn)品生產(chǎn)中最重要的中間體之一，以其為主要原料可生產(chǎn)氯丙基三乙(甲)氧基硅烷、氨丙基三乙(甲)氧基硅烷、雙(三乙氧基硅丙基)四硫化物等硅烷偶聯(lián)劑產(chǎn)品，是橡膠制品、玻璃纖維增強材料中重要的助劑。

γ-氯丙基三氯硅烷γ-氯丙基三氯硅烷通過醇解反應(yīng)可以制備γ-氯丙基烷氧基硅烷，然后利用氯烴基易 被親核取代的性質(zhì)，將其作為中間體制備一系列的硅烷偶聯(lián)劑。此外，γ-氯丙基三氯硅烷還可以通過與其它氯硅烷共水解制備倍半硅氧烷或者TQ樹脂，同樣也可以作為封端劑用于嵌段改性有機硅聚合物。綜上所述，γ-氯丙基三氯硅烷既是生產(chǎn)硅烷偶聯(lián)劑的重要中間體，也是發(fā)展新型有機硅材料重要的原料或者助劑。

制備^[1]

γ-氯丙基三氯硅烷的合成是用三氯氫硅與氯丙烯在鉑、銠、鈀等貴金屬化合物或絡(luò)合物催化劑作用下進(jìn)行硅氫加成反應(yīng)而制得，通過對反應(yīng)產(chǎn)物的蒸餾分離，可得到工業(yè)級的γ-氯丙基三氯硅烷。目前現(xiàn)有的生產(chǎn)方法主要是在常壓下滴加氯丙烯與三氯氫硅的混合物進(jìn)行反應(yīng)。如國家知識產(chǎn)權(quán)局2012年1月18日公開的“一種γ-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法”專利文獻(xiàn)（公開號：CN102321111），介紹了的γ-氯丙基三氯硅烷的生產(chǎn)方法，采用氯鉑酸-二乙烯基四甲基二硅氧烷為催化劑，在氮氣保護(hù)下用14-16小時從高位罐向搪瓷釜內(nèi)均勻滴加原料三氯氫硅和氯丙烯混合料進(jìn)行反應(yīng)。

另外國家知識產(chǎn)權(quán)局2010年1月13日公開的 “一種多組分復(fù)合催化法制備γ-氯丙基三氯硅烷的方法”專利文獻(xiàn)（公開號：CN101624398），采用氯鉑酸異丙醇溶液為主催化劑，間苯二胺、三丁胺的異丙醇溶液為助催化劑，在2000L釜中加入750Kg三氯氫硅及550kg氯丙烯，于50-55℃反應(yīng)4.5小時，再用5.5小時將溫度升到81-84℃保溫反應(yīng)制備γ-氯丙基三氯硅烷。

蒸餾裝置^[4]

γ-氯丙基三氯硅烷蒸餾裝置，所述蒸餾裝置包括精餾釜、與所述精餾釜直接連接的蒸餾塔、與所述蒸餾塔出口連接的冷凝器、與冷凝器出口通過管路連接的一二次餾分罐、中間餾分罐和成品罐，所述蒸餾裝置還包括初餾分罐，所述初餾分罐、一二次餾分罐、中間餾分罐和成品罐并列連接所述冷凝器的出口。附圖是結(jié)構(gòu)示意圖；圖中，1.精餾釜；2.冷凝器；3.一二次餾分罐；4.中間餾分罐；5.成品罐；6.初餾分罐；7.回流管路；8.中間管路；9.原料回收管路；10.一二次餾分儲罐；11.成品儲罐；12蒸餾塔。

工作時，γ-氯丙基三氯硅烷反應(yīng)釜中反應(yīng)完畢后，將反應(yīng)后的母液轉(zhuǎn)入精餾釜1進(jìn)行間歇精餾，當(dāng)精餾釜1內(nèi)溫度升至100℃以上，釜頂溫度上升至40℃時，開啟回流管路7上的閥門，回流30分鐘。然后控制精餾釜溫度為80℃～120℃，頂溫30℃～50℃，保持1∶4的小回流比，出料流量不大于300L/h，將接收到的餾分采集到初餾分罐6，初餾分經(jīng)原料回收管路9返回到γ-氯丙基三氯硅烷反應(yīng)釜繼續(xù)參與反應(yīng)。

然后，控制合適的精餾溫度，分別采集回收一二次餾分、中間餾分和成品餾分至一二次餾分罐3、中間餾分罐4和成品罐5，中間餾分通過中間管路8返回精餾釜1內(nèi)進(jìn)行二次精餾，一二次餾分去一二次餾分儲罐10，成品餾分去成品儲罐11。

因為常壓下，三氯硅烷沸點為31.8℃，氯丙烯沸點為45℃，因此所接收的初餾分主要是未反應(yīng)的原料以及催化劑的過渡態(tài)絡(luò)合物，將初餾分單獨采集回收后，不僅減少了原料的損失，同時也提高了其它餾分的主含量。

尾氣回收^[2]

CN201811489419報道了一種γ—氯丙基三氯硅烷生產(chǎn)尾氣回收工藝，首先將生產(chǎn)工序系統(tǒng)中所產(chǎn)生的，夾帶有產(chǎn)品、副產(chǎn)品等不凝氣的尾氣通入到緩沖罐內(nèi)收集，并在高純N₂的保護(hù)下通入到隔膜式壓縮機內(nèi)，并加壓至一定的壓力范圍內(nèi)；再將壓縮機中經(jīng)過壓縮的氣體，排入到冷凝器進(jìn)行初步回收，本發(fā)明提供了一種γ—氯丙基三氯硅烷生產(chǎn)尾氣回收工藝，對初次無法進(jìn)行有效回收的物質(zhì)，通過連續(xù)加成反應(yīng)，利用氯鉑酸水合物和零價鉑絡(luò)合作催化物按混合配比進(jìn)行使用，對均相硅氫加成反應(yīng)，提高兩反應(yīng)物的相容性和轉(zhuǎn)化率，同時降低反應(yīng)過程中的活化能，使得二次處理中含有的廢氣組分能夠被充分的轉(zhuǎn)化。

應(yīng)用^[5]

γ?氯丙基三烷氧基硅烷，γ?氯丙基甲基二烷氧基硅烷和γ?氯丙基二甲基烷氧基硅烷，都是合成含碳官能團(tuán)有硅化合物重要中間體，其中對γ?氯丙基三乙氧基硅烷的開發(fā)、生產(chǎn)和研究最多。γ?氯丙基三乙氧基硅烷是重要的有機硅烷偶聯(lián)劑中間體，是生產(chǎn)硅烷偶聯(lián)劑重要的基礎(chǔ)材料。

可用作合成樹脂的填料補強劑，可用于改善有機材料和無機材料表面的粘接性能，提高力學(xué)及電氣性能，從而保證其產(chǎn)品的耐磨性，抗老化性和柔韌性等性能；在橡膠工業(yè)中，可通過引入極性基團(tuán)以改進(jìn)聚氨酯彈性體的強度；還可用于合成具有較低滲透性、滾動阻力及較高彈性、伸長率的硫化橡膠；在軍事上可用作防彈實心輪胎；在塑料工業(yè)中，可有效地抑制聚氯乙烯(PVC)增塑劑的滲析，使PVC長期保持清潔、衛(wèi)生；可以用作聚氨酯泡沫塑料的吸收劑，提高泡沫塑料的耐候性；在紡織工業(yè)中，可以制成織物處理劑，使織物柔軟、具有彈性；并能防止織物發(fā)黃，提高織物的染色性能；在印刷工業(yè)中，可制成負(fù)電性調(diào)色劑，用于靜電復(fù)印、圖象顯影等方面，已廣泛應(yīng)用于汽車子午線輪胎、玻璃鋼工業(yè)、各種樹脂、印染助劑、精密鑄造等行業(yè)。

主要參考資料

[1][中國發(fā)明,中國發(fā)明授權(quán)] CN201310392541.9 一種γ-氯丙基三氯硅烷的合成方法

[2]CN201811489419.2一種γ—氯丙基三氯硅烷生產(chǎn)尾氣回收工藝

[3][中國發(fā)明] CN201810324316.4 一種γ-氯丙基三氯硅烷連續(xù)化合成方法

[4][中國實用新型] CN200920282060.1 γ-氯丙基三氯硅烷蒸餾裝置

[5]CN201010590854.1一種γ-氯丙基三乙氧基硅烷的生產(chǎn)方法