CN103374027A - 甲基环硅氧烷的精制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甲基环硅氧烷的精制方法，通过将有机硅废料酸裂解得到的粗甲基环硅氧烷加入一定量的水、沉淀剂、中和剂，一定温度条件下搅拌、静置；放尽水后再加入一定量的水、沉淀剂、清亮剂，一定温度条件下搅拌、静置，放尽水后得到精制的甲基环硅氧烷。本发明工艺简单安全，精制的甲基环硅氧烷规格高，且反应时间短、耗电量低，无污染。

Description

甲基环硅氧烷的精制方法

技术领域

本发明涉及一种甲基环硅氧烷的精制方法，更具体地说涉及一种采用洗涤、中和、沉淀的处理工艺精制甲基环硅氧烷的方法。

背景技术

甲基环硅氧烷是制备硅橡胶、硅油等聚有机硅氧烷的中间体，可进一步加工成耐高低温、绝缘性能好、耐气候老化、耐臭氧、耐辐射性能好的多种硅橡胶、硅油。

现有技术中甲基环硅氧烷的制备采用报废的硅橡胶，硅塑料或其它有机硅报废料为原料，用硫酸和十二链苯基磺酸为催化剂在高温条件下，将原料转化成甲基环硅氧烷粗制品。并用氢氧化钾为催化剂在高温条件下重排中和，然后用活性炭吸附过滤，获得甲基环硅氧烷精制品。将甲基环硅氧烷精制品用四甲基氢氧化铵为催化剂在一定条件下可制成硅油，硅橡胶等产品，再加活性炭吸附过滤后备库。其中甲基环硅氧烷的精制过程需在高温条件下进行，操作不慎容易造成触胶(反应釜，冷凝器堵胶)产生高压，甚至自燃；且排空放压时将产生一定量的恶臭味。以每批次精制1000kg甲基环硅氧烷计，该重排中和工艺耗时七小时，加活性炭吸附过滤四小时，耗电量1300度，催化剂约300元/釜，活性炭约150元/釜，精制过程耗时较长、耗电量高，安全系数低，对环境有一定的污染，而且物料损耗大(约损耗3％)，实际得970kg，成本较高。

此外，还有一种混合甲基环硅氧烷的精制采用负压操作。混合甲基环硅氧烷经预热器预热后进入脱低塔，再沸器通中压蒸汽对塔加热，塔顶冷凝器通热水冷凝。在真空系统造负压下，被冷凝的物料进入回流罐，经回流泵进行全回流操作，经分析确定回流泵出口物料和塔釜物料中各组分含量合格后，回流罐中的物料采出到包装罐，再由包装泵采出至包装间包装。同时，塔釜采出脱轻后的混合甲基环硅氧烷至成品塔，进行进一步的加工和精制。

在回流温度为75±5℃，真空度为0.069MPa的情况下，仍有部分甲基环硅氧烷(轻组分，特别是六甲基环三硅氧烷)，会带入到真空系统中，造成真空管线堵塞，同时有部分六甲基环三硅氧烷进入真空水箱中，因其密度大于水，会沉到水箱底部，堵塞水环真空泵的进水口，使真空机组跳停或损坏水环真空泵。这样容易导致系统须停车处理，耗费大量人力和时间对真空系统进行疏通清理，影响生产效率，而且增大来操作工人的劳动强度。

中国专利CN201676545U公开了一种混合甲基环硅氧烷常压脱轻装置，其包括预热器、脱轻塔、再沸器、采出球阀、成品进料泵等，其常压操作避免负压精制造成的真空胸堵塞的问题，提高了生产效率，降低成本和劳动强度。但该精制装置和精制方法较为复杂，且设备投资大，精制效果差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单安全环保、反应时间短、成本低产率高且精制产品纯度高的甲基环硅氧烷的精制方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种甲基环硅氧烷的精制方法，包括以下步骤：

a)在有机硅废料酸裂解得到的粗甲基环硅氧烷中加入10％-40％质量分数的水、1％-4％质量分数的沉淀剂、1％-8％质量分数的中和剂，25℃-60℃恒温条件下，常压搅拌1h，静置2h-3h；

b)步骤a产物放尽水后，加入10％-40％质量分数的水、1％-4％质量分数的沉淀剂、0.01％-1％质量分数的清亮剂，25℃-60℃恒温条件下，常压搅拌1h，静置2h-3h；

c)步骤b产物放尽水后得到精制的甲基环硅氧烷。

其中，所述步骤a或b中加入水的量为所述粗甲基环硅氧烷的20％-30％。

其中，所述步骤a或b中加入沉淀剂的量为所述粗甲基环硅氧烷的2％-3％。

其中，所述步骤a中加入中和剂的量为所述粗甲基环硅氧烷的4％-7％。

其中，所述步骤b中加入清亮剂的量为所述粗甲基环硅氧烷的0.1％-0.5％。

其中，所述步骤a或b中恒定温度为40℃-55℃。

其中，所述沉淀剂为氯化钠或氯化钾。

其中，所述中和剂为碳酸钠或碳酸钾。

其中，所述清亮剂为硫酸铝。

其中，所述有机硅废料为废硅橡胶或硅塑料任意一种。

本发明的优点有：(1)本发明精制的甲基环硅氧烷，其主要指标如D3、D4、D5、D6等含量与现有工艺完全一致，做成硅油、硅橡胶产品经检测完全达到国家行业标准；(2)本发明的甲基环硅氧烷精制过程较现有技术耗时短、耗电量少、成本低，耗时6-8小时，耗电量可降低至现有工艺的1.5％，清水、沉淀剂(氯化钠)、中和剂(碳酸钠)、清亮剂(硫酸铝)成本可减少为现有工艺成本的三分之一；(3)本发明的甲基环硅氧烷精制工艺在常温常压条件下操作，简单安全，清洗液体沉淀后可反复使用。(4)本发明的甲基环硅氧烷精制工艺物料损耗低，最低可约为0.001％，对大气污染降为0左右。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步展开说明，但需要指出的是，本发明的精制方法并不限于这种具体的工艺条件或试剂。对于本领域技术人员显然可以理解的是，以下的说明内容即使不做任何调整或修正，也可以直接适用于在此未指明的其他类似的试剂和反应条件。

以报废硅橡胶，硅塑料或其它有机硅报废料为原料，将前述原料酸裂解的粗制甲基环硅氧烷投入反应釜内，加入10％-40％质量分数的清水、1％-4％质量分数的氯化钠或氯化钾沉淀剂、2％-8％质量分数的碳酸钠或碳酸钾中和剂，25℃-60℃恒温条件下，常压搅拌1h，静置2h-3h；放尽水后，加入10％-40％质量分数的清水、1％-4％质量分数的氯化钠或氯化钾沉淀剂、0.01％-1％质量分数的硫酸铝清亮剂，25℃-60℃恒温条件下，常压搅拌1h，静置2h-3h；放尽水后得到精制的pH值中性，不含杂质的甲基环硅氧烷。将甲基环硅氧烷精制品用四甲基氢氧化铵为催化剂在一定条件下可制成硅油，硅橡胶等产品。其中，所述清水、中和剂、沉淀剂、清亮剂的加入量以粗甲基环硅氧烷的质量为100％计，即100kg的前述原料酸裂解的粗制甲基环硅氧烷投入反应釜内，加入10-40kg的清水、1-4kg的氯化钠或氯化钾沉淀剂、2-8kg的碳酸钠或碳酸钾中和剂，以此类推。

在本发明中，甲基环硅氧烷是制造各种有机硅产品的直接原材料。辅料中的清水起到洗涤和澄清作用；中和剂碳酸钠或碳酸钾和酸性甲基环硅氧烷起中和平衡作用；沉淀剂氯化钠或氯化钾使水和油快速分离；清亮剂硫酸铝去除粗制甲基环硅氧烷产品中的硅粉和其余杂质。通过第一步中和剂和沉淀剂以及清水的作用，含酸、污水、硅粉末的粗甲基环硅氧烷变成ph值呈中性，含杂质的甲基环硅氧烷；再经过第二步的清水、沉淀剂和清亮剂作用最终得到pH值呈中性，不含杂质的甲基环硅氧烷。

实施例1

以报废硅橡胶为原料，将废硅橡胶酸裂解的粗制甲基环硅氧烷200kg投入反应釜内，加入40kg清水，中和剂8kg，沉淀剂4kg，恒温45℃，常压下搅拌1h，静置2h。b)放尽水后，再加40kg清水，沉淀剂4kg，清亮剂0.2kg，恒温45℃，常压下搅拌1h，静置2h；c)放尽水后得pH值中性，不含杂质的精制甲基环硅氧烷199.8kg。

精制过程耗时6h，耗电量4kWh，其中中和剂、沉淀剂、清亮剂成本约30元/釜。

实施例2

以报废硅橡胶为原料，将废硅橡胶酸裂解的粗制甲基环硅氧烷200kg投入反应釜内，加入60kg清水，中和剂14kg，沉淀剂6kg，恒温55℃，常压下搅拌1h，静置3h。b)放尽水后，再加60kg清水，沉淀剂6kg，清亮剂1kg，恒温55℃，常压下搅拌1h，静置3h；c)放尽水后得pH值中性，不含杂质的精制甲基环硅氧烷199.8kg。

精制过程耗时8h，耗电量6kWh，其中中和剂、沉淀剂、清亮剂成本约58元/釜。

实施例3

以报废硅塑料为原料，将废硅橡胶酸裂解的粗制甲基环硅氧烷200kg投入反应釜内，加入20kg清水，中和剂2kg，沉淀剂2kg，恒温25℃，常压下搅拌1h，静置2h。b)放尽水后，再加20kg清水，沉淀剂2kg，清亮剂0.02kg，恒温25℃，常压下搅拌1h，静置2h；c)放尽水后得pH值中性，不含杂质的精制甲基环硅氧烷199.6kg。

精制过程耗时6h，耗电量3kWh，其中中和剂、沉淀剂、清亮剂成本约22元/釜。

实施例4

以报废硅塑料为原料，将废硅橡胶酸裂解的粗制甲基环硅氧烷200kg投入反应釜内，加入80kg清水，中和剂16kg，沉淀剂8kg，恒温60℃，常压下搅拌1h，静置2h。b)放尽水后，再加80kg清水，沉淀剂8kg，清亮剂2kg，恒温60℃，常压下搅拌1h，静置2h；c)放尽水后得pH值中性，不含杂质的精制甲基环硅氧烷199.6kg。

精制过程耗时6h，耗电量10kWh，其中中和剂、沉淀剂、清亮剂成本约60元/釜。

对比例

以报废硅橡胶为原料，将废硅橡胶酸裂解的粗制甲基环硅氧烷200kg投入反应釜内，采用现有技术用氢氧化钾为催化剂在高温条件下重排中和，然后用活性炭吸附过滤，获得甲基环硅氧烷精制品。

该重排中和工艺耗时7h，加活性炭吸附过滤4h，耗电量260kWh，催化剂约60元/釜，活性炭约30元/釜。而且粗制甲基环硅氧烷损耗(大气排放)约为总物料的3％，最后精制甲基环硅氧烷的获得量为194kg。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种甲基环硅氧烷的精制方法，包括以下步骤：

a)在有机硅废料酸裂解得到的粗甲基环硅氧烷中加入10％-40％质量分数的水、1％-4％质量分数的沉淀剂、1％-8％质量分数的中和剂，25℃-60℃恒温条件下，常压搅拌1h，静置2h-3h；

b)步骤a产物放尽水后，加入10％-40％质量分数的水、1％-4％质量分数的沉淀剂、0.01％-1％质量分数的清亮剂，25℃-60℃恒温条件下，常压搅拌1h，静置2h-3h；

c)步骤b产物放尽水后得到精制的甲基环硅氧烷。

2.如权利要求1所述的甲基环硅氧烷的精制方法，其特征在于所述步骤a或b中加入水的量为所述粗甲基环硅氧烷的20％-30％。

3.如权利要求1所述的甲基环硅氧烷的精制方法，其特征在于所述步骤a或b中加入沉淀剂的量为所述粗甲基环硅氧烷的2％-3％。

4.如权利要求1所述的甲基环硅氧烷的精制方法，其特征在于所述步骤a中加入中和剂的量为所述粗甲基环硅氧烷的4％-7％。

5.如权利要求1所述的甲基环硅氧烷的精制方法，其特征在于所述步骤b中加入清亮剂的量为所述粗甲基环硅氧烷的0.1％-0.5％。

6.根据权利要求1所述的甲基环硅氧烷的精制方法，其特征在于所述步骤a或b中恒定温度为40℃-55℃。

7.根据权利要求1或3所述的甲基环硅氧烷的精制方法，其特征在于所述沉淀剂为氯化钠或氯化钾。

8.根据权利要求1或4所述的甲基环硅氧烷的精制方法，其特征在于所述中和剂为碳酸钠或碳酸钾。

9.根据权利要求1或5所述的甲基环硅氧烷的精制方法，其特征在于所述清亮剂为硫酸铝。

10.根据权利要求1所述的甲基环硅氧烷的精制方法，其特征在于所述有机硅废料为废硅橡胶或硅塑料任意一种。