CN103951692B - 一种高纯优质六甲基二硅氧烷的制备方法 - Google Patents

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朱雪锋
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Abstract

本发明公开了一种高纯优质六甲基二硅氧烷的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：（1）将三甲基一氯硅烷滴加到预先加有水和缩合催化剂的水解反应釜中，升温回流；（2）水解反应完全后，将产物转入分层器中分层，最下层为缩合催化剂，可分离再利用，中层为浓酸水，可通过盐酸脱析工艺回收氯化氢，上层的水解物经水洗、碳酸盐溶液中和至中性、多次水洗后，分离出油相；（3）将步骤（2）中分离出的油相用除水剂除水，搅拌过滤；（4）分馏，收集99-102℃的馏分，可得纯度大于99.9%（质量分数）的六甲基二硅氧烷。本发明制备方法反应速度快，三甲基一氯硅烷的利用率高，六甲基二硅氧烷产率高，品质优越。

Description

一种高纯优质六甲基二硅氧烷的制备方法
技术领域
本发明涉及有机化合物制备技术领域，具体涉及一种高纯优质六甲基二硅氧烷的制备方法。
背景技术
六甲基二硅氧烷作为有机硅下游产品的初级原料在有机硅产品生产中具有十分重要的作用。它可用于硅油生产中的封头剂，也可用作硅氮烷原料，还可用于硅橡胶、药品、气相色谱固定液、分析试剂、憎水剂以及医疗电子元件等的清洗剂等。六甲基二硅氧烷主要是通过三甲基一氯硅烷水解缩合得到，然而由于生产和分离等方面的原因，六甲基二硅氧烷产品的纯度很难做到100%，其中往往含有少量的三甲基硅醇和氯离子：三甲基硅醇具有较强的酸性，由于它的纯在，在用于封端剂的场合时，往往导致实验结果与预期存在一定的偏差；三甲基一氯硅烷中含有的少量难反应的杂质，要取代这些杂质中的氯所需要的反应条件较为苛刻，需要在催化剂和适当温度下才能反应，普通的水解反应过程中其结构氯难以被取代，这类氯的存在会导致六甲基二硅氧烷产品出现反酸现象，使产品中的氯离子含量超标，若用于清洗剂，则往往会造成设备的腐蚀，影响设备的使用寿命。
中国专利CN101362777A发明了一种制备六甲基二硅氧烷的方法，通过三甲基一氯硅烷与碳酸盐反应，然后经烘蒸收集六甲基二硅氧烷，该方法工艺简单，分离容易。但是其制备过程中产生的含油固体氯化物很难回收提纯，而且要实现高的三甲基一氯硅烷的利用率需要较大量的碳酸盐，变相增加了生产成本。中国专利CN102617625A发明了一种高品质六甲基二硅氧烷的方法，三甲基一氯硅烷水解后，先分离浓酸水，油相通过几次水洗至弱酸性，再进入精馏塔精馏。该方法浓酸可回收利用，整个制备过程不使用碱性中和剂、不产生含油固体废弃物。然而，由于六甲基二硅氧烷、三甲基硅醇、水的沸点都在100℃左右，要想通过精馏得到纯的六甲基二硅氧烷并不容易，理想的方法应为尽可能地提高硅醇缩合的转化率，同时预先除水。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高纯优质六甲基二硅氧烷的制备方法，该方法反应速度快，三甲基一氯硅烷的利用率高，六甲基二硅氧烷的产率高、含水量低、无反酸现象、品质优越。
一种高纯优质六甲基二硅氧烷的制备方法，包括以下步骤：
（1）将三甲基一氯硅烷滴加到预先加有水和缩合催化剂的水解反应釜中，升温回流；
（2）水解反应完全后，将产物转入分层器中分层，最下层为缩合催化剂，可分离再利用，中层为浓酸水，可通过盐酸脱析工艺回收氯化氢，上层的水解物经水洗、碳酸盐溶液中和至中性、多次水洗后，分离出油相；
（3）将步骤（2）中分离出的油相用除水剂除水，搅拌过滤；
（4）分馏，收集99-102℃的馏分，可得纯度大于99.9%（质量分数）的六甲基二硅氧烷。
本发明六甲基二硅氧烷的制备方法中，所述的缩合催化剂为阳离子交换树脂、活性白土、沸石中的一种或几种；所述的升温回流温度为50-80℃，反应时间为1-3h；所述的碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或几种；所述上层的水解物经水洗、碳酸盐溶液中和至中性，测其PH为6-8，适当提高水洗温度可缩短水洗的时间；所述的除水剂为无水氯化钙、无水氯化镁、无水硫酸镁中的一种或几种；所述的水解反应在搅拌下进行，使水解完全。
本发明通过加入固相的缩合催化剂，可以促进三甲基一氯硅烷的水解缩合，提高硅醇缩合的效率，缩短反应时间，增加六甲基二硅氧烷的产率，同时固相催化剂容易被分离除去，而不会在体系中引入新的杂质；本发明通过升温回流，可以使体系中其它形式的氯更多地参与反应并溶解在水中，最后被除去，避免了六甲基二硅氧烷产品出现反酸的现象；本发明加入固体除水剂，可以尽可能地减少六甲基二硅氧烷的含水量，提高产品的纯度；本发明中层的浓酸水通过盐酸脱析工艺，可回收氯化氢，用于氯甲烷合成或其它用途。
说明书附图
图1是实施例1中六甲基二硅氧烷的FID气相色谱图。
具体实施方式
下面通过实施例来对本发明进行详细说明，应当理解的是，这些实施例仅能用来解释本发明而不能用来解释对本发明的限制。
实施例1：
（1）在2L四口烧瓶中加入400g纯水，再加入20g沸石，将1085g三甲基一氯硅烷（浙江中天氟硅材料有限公司产品，纯度99.5%）滴加到烧瓶中，控制反应温度在60℃，搅拌速度400r/min，回流，反应2h；
（2）静置10min，分离出中下层。上层油相中加800g纯水，30℃下高速搅拌水洗0.5h，分出上层油相，继续加入2%NaHCO3溶液中和至中性，分出上层油相，水洗过程重复两次；
（3）所得油相中加入100g无水氯化钙，搅拌0.5h，过滤；
（4）分馏，收集99-102℃的馏分，色谱分析结果显示六甲基二硅氧烷的含量为99.95%。
实施例2：
（1）在2L四口烧瓶中加入200g纯水，再加入20g阳离子交换树脂，将1085g三甲基一氯硅烷（浙江中天氟硅材料有限公司产品，纯度99.5%）滴加到烧瓶中，控制反应温度在70℃，搅拌速度600r/min，回流，反应2h；
（2）静置10min，分出中下层。上层油相加800g纯水，40℃下高速搅拌水洗0.5h，分出上层油相，继续加入2%Na2CO3溶液中和至中性，分出上层油相，水洗过程重复两次；
（3）所得油相中加入150g无水氯化镁，搅拌0.5h，过滤；
（4）分馏，收集99-102℃的馏分，色谱分析结果显示六甲基二硅氧烷的含量为99.96%。
实施例3：
（1）在2L四口烧瓶中加入90g纯水，再加入20g阳离子交换树脂，将1085g三甲基一氯硅烷（浙江中天氟硅材料有限公司产品，纯度99.5%）滴加到烧瓶中，控制反应温度在80℃，搅拌速度800r/min，回流，反应2h；
（2）静置10min，分出中下层。上层油相中加800g纯水，50℃下高速搅拌水洗0.5h，分出上层油相，继续加入2%K2CO3溶液中和至中性，分出上层油相，水洗过程重复两次；
（3）所得油相中加入150g无水硫酸镁，搅拌1h，过滤；
（4）分馏，收集99-102℃的馏分，色谱分析结果显示六甲基二硅氧烷的含量为99.98%。

Claims (3)

1.一种高纯优质六甲基二硅氧烷的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下步骤：
(1)将三甲基一氯硅烷滴加到预先加有水和缩合催化剂的水解反应釜中，升温回流；
(2)水解反应完全后，将产物转入分层器中分层，最下层为缩合催化剂，可分离再利用，中层为浓酸水，可通过盐酸脱析工艺回收氯化氢，上层的水解物经水洗、碳酸盐溶液中和至中性、多次水洗后，分离出油相；
(3)将步骤(2)中分离出的油相加入除水剂除水，搅拌过滤；
(4)分馏，收集99-102℃的馏分，可得纯度大于99.9％(质量分数)的六甲基二硅氧烷；
所述的缩合催化剂为阳离子交换树脂、活性白土、沸石的一种或几种；所述的水解反应在搅拌下进行；
所述上层的水解物经水洗、碳酸盐溶液中和至中性，测其PH为6-8；
所述的升温回流温度为50-80℃，反应时间为1-3h。
2.根据权利要求1所述一种高纯优质六甲基二硅氧烷的制备方法，其特征在于所述的碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述一种高纯优质六甲基二硅氧烷的制备方法，其特征在于所述的除水剂为无水氯化钙、无水氯化镁、无水硫酸镁中的一种或几种。
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