CN110790934B - 一种有机硅橡胶、硅油的纯化方法、纯化装置及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有机硅橡胶、硅油的纯化方法、纯化装置及其应用，属于高性能新材料制备领域。通过本发明制备的高纯度硅橡胶、硅油可以达到美国航天局(NASA)的空间级低挥发份的指标要求，满足航天领域高真空环境下的使用要求，同时可满足电子级、食品级、医药级的使用要求。与现有技术相比，本发明采用的是连续法的处理技术，适合于规模化的高纯度硅橡胶、硅油的制备，既克服了现有刮板连续方法中不能去除催化剂离子的弊病，又克服了现有抽提法中溶剂使用量过大、真空蒸馏法中的加热时间过长的缺点，具有效率高、循环利用等经济又环保的优势。

Description

一种有机硅橡胶、硅油的纯化方法、纯化装置及其应用

技术领域

本发明涉及一种有机硅橡胶、硅油的纯化方法、纯化装置及其应用，属于高性能新材料制备领域。

背景技术

包括有机硅橡胶、硅油在内的有机硅材料具有优异的耐高温/低温、耐候、电气绝缘、生理惰性和低表面能等特性，在航空航天、电子电气、交通、医疗、日化等领域有着越来越广泛的应用，已经发展成为美、日、欧、俄等各国重点支持的高技术新材料。其中，低挥发物含量的高纯度硅橡胶、硅油是有机硅材料中的高端产品，随着空间、医疗、食品、电子、电气、个人护理等领域的发展，对该类高纯度有机硅橡胶、硅油的需求越来越迫切，技术指标要求也越来越苛刻。

但是，随着人类对环境问题的日益关注，由于低分子量八甲基环四硅氧烷(D4)和十甲基环五硅氧烷(D5)具有远距离迁移性、环境积累性，虽然其生物毒性尚无定论，但2016年3月，欧盟委员会拟提议将D4和D5列入斯德哥尔摩公约持久性有机污染物(POPs)清单。2018年1月，欧盟正式修订REACH法规附件X VII的法规——Regulation(EU)2018/35，正式增加D4和D5作为第70项限制物质，这将直接冲击法规中明确指出的个人护理品行业，并将逐渐过渡到其他高端应用领域，使得有机硅橡胶制品及硅油中D4和D5等低分子量挥发物的含量将受到严格限制，更低挥发份含量的高纯度的要求势必将成为硅橡胶、硅油等有机硅材料的基本标准，因此，解决有机硅橡胶材料低挥发份含量、高纯度的问题已经刻不容缓。

现有除去低分子量硅氧烷环体残留的方法一般是使用高真空度的蒸馏方法，包括传统的减压蒸馏、精馏和刮板蒸馏(如中国专利文献201710892673.6)，采用高真空度的蒸馏方法虽然能满足一定的纯度要求，但对于可能存在加热凝胶化或其他热敏特性的有机硅橡胶、硅油的纯化仍有一定的局限性。

不仅如此，在有机硅橡胶、硅油的聚合过程中，均使用了一定量的酸性或者碱性催化剂，在聚合终止阶段虽然都对这些催化剂进行了失活操作，但在实际操作中可能存在灭活不到位或者灭活后产生的弱酸离子或弱碱离子仍能使得有机硅聚合物的结构在后续的高温、高真空度的蒸馏纯化工艺下发生变化，导致粘度增大甚至凝胶；这些残存的离子在应用于食品医疗、日化用品等领域时还可能具有生理活性而引发免疫排斥、功能紊乱等问题的出现，同时应用于电子电气领域时可能导致功能失效等。这些都要求在硅橡胶、硅油的纯化时首先消除残留催化剂的影响，然而现有的单一蒸馏技术都无法除去有机硅橡胶、硅油中残存的酸性或碱性离子。另外，在现有的蒸馏技术中，无论是减压蒸馏还是刮板蒸馏，其冷凝器都是外置方式，即使是被称为短程蒸馏的刮板技术，其蒸馏过程中的低沸点轻组分都需要经过较长的行程后才能进入冷凝器被冷却收集，在这一过程中，待纯化的聚合物体系吸收的热量远远大于使挥发份脱出聚合物的表界面所需的热量，这些“额外”吸收的热量就会导致聚合物的分子链结构发生变化，尤其是含有活性基团的热敏性聚合物。这就使得外置冷凝器方式的蒸馏设备只适合于低沸点挥发份含量较高的聚合物体系。为了达到使用要求，即为了制备低沸点挥发份含量较低的聚合物体系，只能使用重复的蒸馏单元在更高的温度下进行纯化操作(如中国专利文献201710892673.6中所描述的技术)，这就极大的增加了设备投资、降低了纯化的效率，甚至可能因为温度的不断升高导致热敏性的有机硅聚合物吸收更多的“额外”的热量发生凝胶。在现有的蒸馏技术中，已经出现了内置冷凝器的分子蒸馏技术，这种加热源与冷凝器距离足够近的蒸馏方式，可以使得低沸点挥发份在极短的时间内吸收足以使其脱离聚合物表界面的热量，但又会保证聚合物体系快速通过加热源使其不会吸收“额外”的热量。但是，这一技术只适合于挥发份含量较低的聚合物体系，如果挥发份含量较高时，会导致在短时间内脱出的挥发份过多，这就需要加大冷凝器的面积或提供更低温度的冷源。前者因分子蒸馏的管道式加热冷凝方式使得单独增大冷凝面积的设计难以实现，后者需要更大功率的制冷设备，大大增加设备投资和能耗。

因此，需要一种集成性的技术，既能高效的除去残留催化剂离子，又能高效除去低沸点挥发份，达到航空航天、电子电气、食品医疗、个人护理等领域的高纯度、低挥发份含量的使用要求。

发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的目的是提供一种有机硅橡胶、硅油的纯化方法、纯化装置及其应用；所述纯化方法可以针对性地解决有机硅橡胶、硅油在制备过程中的催化剂或其离子的残留、大量低沸点的挥发份(例如制备过程所使用的溶剂、包括D3～D20在内的低分子环硅氧烷和D3～D6的低分子线性体在内的低沸点低分子量聚硅氧烷)的快速去除、热敏性有机硅橡胶、硅油中微量低沸点的挥发份的快速去除等问题；所述纯化装置可以连续、高效地制备得到符合规定的高纯度(例如低沸点的挥发份的含量小于0.3wt％)的有机硅橡胶、硅油。

本申请中，所述的低分子量聚硅氧烷是指分子量在2000以下的聚硅氧烷，尤其包括D3～D20在内的低分子环硅氧烷和D3～D6的低分子线性体在内的聚硅氧烷；所述的这类低分子量聚硅氧烷具有“低沸点”的特性，指的是其组份在760mmHg压强时的沸点低于250℃或者在20mmHg压强时的沸点低于200℃，也就是本申请中限定的术语“低沸点”是相对于硅橡胶、硅油中组成中的聚硅氧烷高聚物来描述的，指的是通过“热”的方式可以将其从聚硅氧烷高聚物中脱除的组份。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种纯化有机硅橡胶、硅油的装置，所述装置包括催化剂离子去除单元、大量低沸点挥发份去除单元、微量低沸点挥发份去除单元、第一低沸点挥发份分离回收单元和第二低沸点挥发份分离回收单元；

所述催化剂离子去除单元用于去除全部催化剂离子和部分低沸点低分子量聚硅氧烷；并获得含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系；和含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系；

所述催化剂离子去除单元分别与大量低沸点挥发份去除单元和第一低沸点挥发份分离回收单元相连；所述大量低沸点挥发份去除单元用于去除含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系中的大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂，并分别获得含有大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系；和含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系；所述第一低沸点挥发份分离回收单元用于分离回收含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系中全部低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂，并分别获得含全部催化剂离子与少量的低沸点低分子量聚硅氧烷组成的混合体系、低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂；

所述大量低沸点挥发份去除单元分别与微量低沸点挥发份去除单元和第二低沸点挥发份分离回收单元相连，所述微量低沸点挥发份去除单元用于去除含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷混合体系中的微量低沸点低分子量聚硅氧烷，并分别获得全部聚硅氧烷高聚物和全部低沸点低分子量聚硅氧烷；所述第二低沸点挥发份分离回收单元用于分离回收含有大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系中全部低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂，分别获得含有大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系，和含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系。

根据本发明，所获得的全部聚硅氧烷高聚物即为纯化后的高纯度的有机硅橡胶、硅油产品。

根据本发明，所述催化剂离子去除单元的上游端连接有机硅橡胶、硅油聚合工艺体系，所述有机硅橡胶、硅油聚合工艺体系为现有技术中已知的任一种有机硅橡胶、硅油聚合工艺体系即可；通过与本申请的纯化装置的配合使用，制备得到纯化度较高的有机硅橡胶、硅油，同时还可以获得低沸点低分子量聚硅氧烷，所述低沸点低分子量聚硅氧烷可用于制备低粘度的有机硅橡胶、硅油。

根据本发明，所述催化剂离子去除单元是利用催化剂离子、低沸点低分子量聚硅氧烷、聚硅氧烷高聚物的极性差别而导致其在溶剂中的溶解度的差异来实现催化剂离子的全部去除，并部分去除低沸点低分子量聚硅氧烷。

根据本发明，所述催化剂离子去除单元包括原料储罐、原料转移泵、第一溶剂储罐、溶剂转移泵、催化剂离子去除装置、上层溶液储罐和下层溶液储罐；

所述原料储罐通过原料转移泵与催化剂离子去除装置相连；所述第一溶剂储罐通过溶剂转移泵与催化剂离子去除装置相连，用于为催化剂离子去除装置输入原料和溶剂；所述上层溶液储罐与催化剂离子去除装置相连，用于收集催化剂离子去除装置中的上层溶液，所述下层溶液储罐与催化剂离子去除装置相连，用于收集催化剂离子去除装置中的下层溶液；

其中，所述上层溶液是含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷和部分溶剂的混合体系；下层溶液是含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷和部分溶剂的混合体系。

根据本发明的实施方式，所述原料储罐用于盛装原料液，所述原料液来自于上游端的有机硅橡胶、硅油聚合工艺体系；所述原料液中含有催化剂离子、低沸点低分子量聚硅氧烷、聚硅氧烷高聚物等等。

根据本发明的实施方式，所述原料储罐中的原料通过原料转移泵注入催化剂离子去除装置中，所述第一溶剂储罐中的溶剂通过溶剂转移泵注入催化剂离子去除装置中；本领域技术人员公知的，通过控制原料转移泵和溶剂转移泵的运转速率，实现原料量和溶剂量的控制。

根据本发明的实施方式，所述催化剂离子去除装置用于去除全部催化剂离子和部分低沸点低分子量聚硅氧烷；所述催化剂离子去除装置为本领域技术人员公知的具有计量、搅拌、萃取功能的装置即可，例如可以选自萃取纯化釜、萃取机、超重力萃取机。

根据本发明的实施方式，所述催化剂离子去除装置的数量没有特别的限定，可以根据本领域的常规手段进行选择，为了提高生产效率，所述催化剂离子去除装置的数量可以设置至少一个，示例性地为3～6个，若设置多个催化剂离子去除装置时，每台催化剂离子去除装置分别与原料转移泵和溶剂转移泵相连，与每台催化剂离子去除装置相连的原料转移泵和溶剂转移泵的运转速率相同或不同，优选相同。

根据本发明的实施方式，通过上述催化剂离子去除单元可以有效去除有机硅橡胶、硅油聚合过程中引入的催化剂；在聚合过程中加入的催化剂在聚合工艺中会促进分子链的长大，但在一定的纯化工艺条件下，如高温条件下，这些催化剂会转变为促进聚硅氧烷分子链降解的催化剂，因此，单独的依靠提高温度的真空蒸馏方法反而容易导致有机硅分子链的降解。同时，这些催化剂也带来纯度问题，而本申请通过催化剂离子去除单元可以有效去除这些催化剂组分。

根据本发明，所述大量低沸点挥发份去除单元是利用短程蒸馏技术，快速除去有机硅橡胶、硅油中因去除催化剂离子引入的溶剂和残存的低沸点低分子量聚硅氧烷。在一定的真空度和温度作用下，物料中的全部溶剂和大量低沸点低分子量聚硅氧烷作为轻组分被快速蒸出并进入冷凝器冷却后收集，未被蒸出的全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷作为重组分经转移泵放出。

根据本发明，所述大量低沸点挥发份去除单元包括第一转移泵、大量低沸点挥发份去除装置、第一冷凝器、第一轻组分储罐、第一重组分转移泵和第一重组分储罐；

原料通过第一转移泵与大量低沸点挥发份去除装置相连，所述原料是含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷和部分溶剂的混合体系；所述大量低沸点挥发份去除装置塔顶通过第一冷凝器与第一轻组分储罐相连，用于冷凝并收集全部溶剂和大量低沸点低分子量聚硅氧烷；所述大量低沸点挥发份去除装置塔釜通过第一重组分转移泵与第一重组分储罐相连，用于收集全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷。

优选地，所述原料来自上述催化剂离子去除单元中的下层溶液；例如来自下层溶液储罐中的溶液。

根据本发明的实施方式，通过大量低沸点挥发份去除单元的分离操作，可以实现体系中大量的低沸点低分子量聚硅氧烷随溶剂从塔顶馏出，微量的低沸点低分子量聚硅氧烷随聚硅氧烷高聚物从塔釜排出，这里的“大量”和“微量”是相对而言的，示例性地，这一操作过程中，原料中的95％以上(优选99％以上)的低沸点低分子量聚硅氧烷随溶剂从塔顶馏出，原料中5％以下(优选1％以下)的低沸点低分子量聚硅氧烷随聚硅氧烷高聚物从塔釜排出。

根据本发明的实施方式，有机硅橡胶、硅油在聚合过程中特定的易成环特性决定了所制备的有机硅橡胶、硅油中必然含有易挥发的低沸点低分子量聚硅氧烷，现有的纯化技术的本质就是通过不断的引入“热”来分离，靠不断提高温度和真空度的方式来实现，但对于没有除去催化剂或其离子等杂质的体系来说，尤其是对于含有羟基、氢等热敏性活性基团的硅橡胶，不能抵抗太多的“热”，容易在一定的高温、高真空下由催化剂或其离子引发反应出现凝胶，而本申请是通过采用先除去催化剂或其离子，使得硅橡胶在本质上可以耐受相对更高的温度，可以吸收更多“热”而不发生反应出现凝胶，然后再采用可实现快速蒸馏的大量低沸点挥发份的去除单元和微量低挥发份的去除单元，也是为了保障硅橡胶在纯化过程中只吸收足够使挥发份脱出硅橡胶体系而不是使硅橡胶在纯化过程中吸收的额外“热”而导致凝胶发生。

根据本发明的实施方式，所述大量低沸点挥发份去除装置的具体选择没有特别的限定，其可以为本领域技术人员常规选择的能实现含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂分离的装置即可，示例性地，所述大量低沸点挥发份去除装置是配有计量装置的连续快速短程蒸馏装置；所述的短程蒸馏装置优选使用短程蒸馏技术，如闪蒸、降膜蒸馏、喷雾干燥、刮板蒸馏等快速蒸馏技术，但不排斥使用传统的减压蒸馏技术，其区别是效率高低和能耗大小问题，可根据实际工艺需求选择。

根据本发明，所述微量低沸点挥发份去除单元是利用分子蒸馏技术，快速去除有机硅橡胶、硅油中残存的微量低沸点低分子量聚硅氧烷。在一定的高真空度和温度作用下，物料中微量低沸点低分子量聚硅氧烷作为轻组分被快速脱离体系后被冷凝器冷却，经转移泵排出，进入轻组分储罐收集，作为重组分的聚硅氧烷高聚物经转移泵放出，进入重组分储罐收集。

根据本发明，所述微量低沸点挥发份去除单元包括第二转移泵、微量低沸点挥发份去除装置、第二冷凝器、第二重组分转移泵、第二重组分储罐、第二轻组分转移泵和第二轻组分储罐；

原料通过第二转移泵输入微量低沸点挥发份去除装置中，所述原料是含有聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系；所述微量低沸点挥发份去除装置塔顶通过第二冷凝器与第二轻组分转移泵相连，所述第二轻组分转移泵与第二轻组分储罐相连，用于冷凝并收集微量低沸点低分子量聚硅氧烷；

所述微量低沸点挥发份去除装置塔釜通过第二重组分转移泵与第二重组分储罐相连，用于收集全部聚硅氧烷高聚物。

优选地，所述原料来自上述大量低沸点挥发份去除单元中的第一重组分储罐中的溶液。

根据本发明，所述第二冷凝器内置于所述微量低沸点挥发份去除装置内。

根据本发明，所述微量低沸点挥发份去除装置为本领域技术人员知晓的常规的实现微量低沸点低分子量聚硅氧烷和聚硅氧烷高聚物分离的装置即可，示例性地，所述微量低沸点挥发份去除装置为配有计量装置和加热装置的分子蒸馏装置。

优选地，所述微量低沸点挥发份去除装置为配有计量装置、分布器、转子、内置第二冷凝器和加热装置的分子蒸馏装置，所述的分布器可以是高速旋转的具有一定目数的喷洒板，可使得物料均匀的分散在转子周围并经加热装置的流动导热油加热，使得微量低沸点低分子量聚硅氧烷在热量作用下迅速脱离体系，并立刻受到内置冷凝器的作用后冷却在冷凝器壁上，再经轻组分出口，由第二轻组分转移泵排出。使用这种具有内置第二冷凝器的分子蒸馏装置，可以合理的利用热量，既可以有效的保障低沸点的挥发份吸收足够的、可以使其脱离待分离纯化的聚硅氧烷高聚物的界面的热量，又能保障聚硅氧烷快速的通过加热区域而不会再吸收“额外”的热量导致聚硅氧烷的分子链结构被破坏。

根据本发明，所述微量低沸点挥发份去除单元还包括真空泵和制冷装置，所述真空泵通过制冷装置与微量低沸点挥发份去除装置相连，所述真空泵为微量低沸点挥发份去除装置提供真空环境。

优选地，所述真空泵优选为高真空度真空泵；所述真空泵的数量没有特别的限定，其可以根据工艺的需要选择至少一台真空泵，若选择多台真空泵时，其可以串联或并联使用，只要能提高所述微量低沸点挥发份去除装置的真空度即可。需要指出的是，在真空泵的前方使用制冷装置的目的是为了收集微量低沸点低分子量聚硅氧烷或痕量溶剂，用以保护真空泵。

根据本发明，所述微量低沸点挥发份去除装置可以根据需要，选择多级真空泵来提高所述微量低沸点挥发份去除装置的真空度，或者将微量低沸点挥发份去除装置进行多级串联来提高产物的纯度，一般情况下优选选择一个微量低沸点挥发份去除装置和使用真空泵即可实现制备得到的聚硅氧烷高聚物达到空间级的使用标准，此时具有优化的高效率和低能耗。

根据本发明，所述第一低沸点挥发份分离回收单元是在催化剂离子去除单元后连接具有一定理论塔板数的精馏装置(如蒸馏釜和/或精馏塔)，用于大量溶剂和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的分离；通过分离回收单元，可以实现溶剂、低沸点低分子量聚硅氧烷的回收再利用。

根据本发明，所述第二低沸点挥发份分离回收单元是在去除大量低沸点挥发份去除单元后连接具有一定量理论塔板数的精馏装置(如蒸馏釜和/或精馏塔)，用于少量溶剂和大量低沸点低分子量聚硅氧烷挥发份的分离。通过分离回收单元，可以实现溶剂、低沸点低分子量聚硅氧烷的回收再利用。

根据本发明，所述第一低沸点挥发份分离回收单元包括第三转移泵、第一蒸馏釜、第一精馏塔、第二溶剂储罐、第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐和第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐；

原料通过第三转移泵与第一蒸馏釜相连，所述原料是含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷和部分溶剂的混合体系；所述第一蒸馏釜与第一精馏塔和第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐相连；所述第一精馏塔与第二溶剂储罐和第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐相连；

所述第一蒸馏釜用于分离含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷和部分溶剂的混合体系，并将得到的含有全部催化剂离子和少量未能蒸出的低沸点低分子量聚硅氧烷送入第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐中；

所述第一精馏塔用于分离从第一蒸馏釜蒸出的大量低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂，并将得到的溶剂送入第二溶剂储罐中，将得到的低沸点低分子量聚硅氧烷送入第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐中。

优选地，所述原料来自上述催化剂离子去除单元中的上层溶液；例如来自上层溶液储罐中的溶液。

根据本发明，所述第一低沸点挥发份分离回收单元还包括第四转移泵，所述第四转移泵连接第二溶剂储罐和第一溶剂储罐，用于重复利用回收到的溶剂。

根据本发明，所述第二低沸点挥发份分离回收单元包括第五转移泵、第二蒸馏釜、第二精馏塔、第三溶剂储罐和第二低沸点低分子量低聚硅氧烷储罐；

原料通过第五转移泵与第二蒸馏釜相连，所述原料是含有全部溶剂和大量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系；所述第二蒸馏釜与第二精馏塔和第二低沸点低分子量聚硅氧烷储罐相连；所述第二精馏塔与第三溶剂储罐相连；

所述第二蒸馏釜用于分离大量低沸点低分子量聚硅氧烷和少量溶剂的混合体系，并将得到的低沸点低分子量聚硅氧烷送入第二低沸点低分子量聚硅氧烷储罐中；

所述第二精馏塔用于分离溶剂，并将得到的溶剂送入第三溶剂储罐中。

优选地，所述原料来自上述大量低沸点挥发份去除单元中的第一轻组分储罐中的溶液。

根据本发明，所述第二低沸点挥发份分离回收单元还包括第六转移泵，所述第六转移泵连接第三溶剂储罐和第一溶剂储罐，用于重复利用回收到的溶剂。

根据本发明，回收第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐和/或第二低沸点低分子量聚硅氧烷储罐中的低沸点低分子量聚硅氧烷，用于硅橡胶、硅油等的制备，从而实现该部分的低沸点低分子量聚硅氧烷的再利用。

本发明还提供一种有机硅橡胶、硅油的纯化方法，所述方法包括如下步骤：

1)将有机硅橡胶、硅油类有机硅聚合物原料与溶剂混合，静置至分层，其中，上层为含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系，下层为含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系；

2)分离步骤1)的上层的混合体系，分别获得含全部催化剂离子与少量的低沸点低分子量聚硅氧烷组成的混合体系、低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂；

3)分离步骤1)的下层的混合体系，分别获得含有大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系；和含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系；

4)分离步骤3)的大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系，分别获得低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂；

5)分离步骤3)的含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系，分别获得聚硅氧烷高聚物和低沸点低分子量聚硅氧烷。

根据本发明，步骤1)中，所述有机硅橡胶、硅油聚合原料与溶剂的体积比控制在1:0.5～1范围内；所述的混合例如是在搅拌条件下实现的，所述的混合时间例如为0.5～2h。

根据本发明，步骤1)中，所述的溶剂根据所使用的催化剂种类进行选择，例如选自水、醇类、烷烃类、醚类、酯类，优选水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、己烷、环己烷、辛烷、庚烷、石油醚、四氢呋喃、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。

根据本发明，所述的步骤1)是基于上述的催化剂离子去除单元。

根据本发明，步骤2)中，所述的分离的条件根据步骤1)中所用的溶剂优化确定，一般可以在常压或减压条件下，室温～100℃的温度下的蒸馏工艺实现，所述减压为3000Pa以下的真空度，本发明优选2000Pa以下(如1000Pa)的真空度，40～80℃温度下的蒸馏工艺实现。

根据本发明，所述的步骤2)是基于上述的第一低沸点挥发份分离回收单元。

根据本发明，步骤3)中，所述的分离的条件是以1～50kg/min的速率将待分离物料加入短程蒸馏装置，在1500Pa以下的真空度下，在100～170℃温度下实现分离，本发明优选2～20kg/min的速率、1000Pa以下的真空度、120～160℃的温度。

根据本发明，所述的步骤3)是基于上述的大量低沸点挥发份去除单元。

根据本发明，步骤4)中，所述的分离的条件是根据步骤1)中所用的溶剂优化确定，一般可以在常压或减压条件下，室温～100℃的温度下的蒸馏工艺实现，所述的减压条件为2000Pa以下的真空度，本发明优选1000Pa以下的真空度，60～100℃温度下的蒸馏工艺实现。

根据本发明，所述的步骤4)是基于上述的第二低沸点挥发份分离回收单元。

根据本发明，步骤5)中，所述的分离的条件是以0.1～50kg/min的速率将待分离物料加入分子蒸馏装置，在500Pa以下的真空度下，在150～250℃温度下实现分离，本发明优选1～10kg/min的速率、200Pa以下的真空度、150～220℃的温度。

根据本发明，所述的步骤5)是基于上述的微量低沸点挥发份去除单元。

根据本发明，所述方法包括如下步骤：

1)通过原料转移泵将原料储罐中的有机硅橡胶、硅油类有机硅聚合物原料，通过溶剂转移泵将第一溶剂储罐中的溶剂于催化剂离子去除装置中混合，静置至分层，并将上层溶液注入上层溶液储罐中，将下层溶液注入下层溶液储罐中，

其中，上层为含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系，下层为含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系；

2)通过第三转移泵将上层溶液储罐中的混合体系送入第一蒸馏釜中蒸馏，获得的轻组分大部分的低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂送入第一精馏塔，重组分为全部催化剂离子与少量低沸点低分子量聚硅氧烷组成的混合体系转移至第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐存储；送入第一精馏塔的大部分的低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂进行精馏，获得的溶剂存储或通过第四转移泵送入第一溶剂储罐中，获得的低沸点低分子量聚硅氧烷存储在第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐中；

3)通过第一转移泵将下层溶液储罐中的混合体系送入大量低沸点挥发份去除装置中分离，所述大量低沸点挥发份去除装置塔顶蒸汽经第一冷凝器冷凝后获得含有大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系，并存储在第一轻组分储罐中；所述大量低沸点挥发份去除装置塔釜收集含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系，并经第一重组分转移泵转移至第一重组分储罐存储；

4)通过第五转移泵将第一轻组分储罐中的混合体系送入第二蒸馏釜中蒸馏，获得的轻组分溶剂送入第二精馏塔，重组分低沸点低分子量聚硅氧烷转移至第二低沸点低分子量聚硅氧烷储罐存储；送入第二精馏塔的轻组分溶剂进行精馏，获得的溶剂存储或通过第六转移泵送入第一溶剂储罐中；

5)通过第二转移泵将第一重组分储罐中的混合体系送入微量低沸点挥发份去除装置中分离，所述微量低沸点挥发份去除装置塔顶蒸汽经第二冷凝器冷凝后获得低沸点低分子量聚硅氧烷，并经第二轻组分转移泵转移至第二轻组分储罐存储；所述微量低沸点挥发份去除装置塔釜收集聚硅氧烷高聚物，并经第二重组分转移泵转移至第二重组分储罐存储。

根据本发明，未经本发明工艺纯化的有机硅橡胶、硅油的挥发份含量为10wt％～20wt％，经本发明工艺纯化后的有机硅橡胶、硅油的挥发份含量达到0.3wt％以下。

根据本发明，所述有机硅橡胶的结构如式1所示：

式1中，R₁为硅橡胶制备过程中所使用的封端剂引入的官能团，相同或不同，彼此独立地选自氢原子、二甲基硅基、三甲基硅基、乙烯基二甲基硅基、甲基、乙基、甲基二甲氧基硅基、乙烯基二甲氧基硅基；

R₂、R₃、R₄、R₅相同或不同，彼此独立地选自氢原子、甲基、乙基、乙烯基、苯基、腈丙基、三氟丙基；m、n为0～200的整数，但不能同时为0。

根据本发明，所述硅油的结构如式2所示：

式2中，R₆相同或不同，彼此独立地选自烷基、芳基，R₇选自烷基、芳基、氢、聚醚链，X相同或不同，彼此独立地选自烷基、芳基、链烯基、氢、羟基、烷氧基、乙酰氧基、氯、聚醚链；m、n为0～200的整数，但不能同时为0。

根据本发明，所述有机硅橡胶、硅油的粘度没有特别的限定，本领域知晓的任一粘度均可，示例性地，所述粘度为1000～100000cps。

本发明的有益效果：

通过本发明制备的高纯度硅橡胶、硅油可以达到美国航天局(NASA)的空间级低挥发份的指标要求，满足航天领域高真空环境下的使用要求，同时可满足电子级、食品级、医药级的使用要求。

与现有技术相比，本发明采用的是连续法的处理技术，适合于规模化的高纯度硅橡胶、硅油的制备，既克服了现有刮板连续方法中不能去除催化剂离子的弊病，又克服了现有抽提法中溶剂使用量过大、真空蒸馏法中的加热时间过长的缺点，具有效率高、循环利用等经济又环保的优势。

附图说明

图1是本发明实施例提供的高纯度硅橡胶、硅油制备工艺装置图。

其中，1-原料储罐、2-原料转移泵、3-第一溶剂储罐、4-溶剂转移泵、5-催化剂离子去除装置、6-下层溶液储罐、7-上层溶液储罐、8-第三转移泵、9-第一蒸馏釜、10-第一精馏塔、11-第二溶剂储罐、12-第四转移泵、13-第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐、14-第一转移泵、15-大量低沸点挥发份去除装置、16-第一冷凝器、17-第一轻组分储罐、18-第五转移泵、19-第二蒸馏釜、20-第二精馏塔、21-第三溶剂储罐、22-第六转移泵、23-第二低沸点低分子量低聚硅氧烷储罐、24-第一重组分转移泵、25-第一重组分储罐、26-第二转移泵、27-微量低沸点挥发份去除装置、28-制冷装置、29-真空泵、30-第二重组分转移泵、31-第二重组分储罐、32-第二轻组分转移泵、33-第二轻组分储罐、34-第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本发明的制备方法做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而并非指示或暗示相对重要性。

实施例1

参见图1，本发明提供了一种纯化有机硅橡胶、硅油的装置，包括催化剂离子去除单元、大量低沸点挥发份去除单元、微量低沸点挥发份去除单元、第一低沸点挥发份分离回收单元和第二低沸点挥发份分离回收单元；

所述催化剂离子去除单元用于去除全部催化剂离子和部分低沸点低分子量聚硅氧烷；并获得含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系；和含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系；

所述催化剂离子去除单元分别与大量低沸点挥发份去除单元和第一低沸点挥发份分离回收单元相连；所述大量低沸点挥发份去除单元用于去除含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系中的大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂，并分别获得含有大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系；和含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系；所述第一低沸点挥发份分离回收单元用于分离回收含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系中全部低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂，并分别获得含全部催化剂离子与少量的低沸点低分子量聚硅氧烷组成的混合体系、低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂；

所述大量低沸点挥发份去除单元分别与微量低沸点挥发份去除单元和第二低沸点挥发份分离回收单元相连，所述微量低沸点挥发份去除单元用于去除含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷混合体系中的微量低沸点低分子量聚硅氧烷，并分别获得全部聚硅氧烷高聚物和全部低沸点低分子量聚硅氧烷；所述第二低沸点挥发份分离回收单元用于分离回收含有大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系中全部低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂，分别获得含有大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系，和含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系。

具体来说，所述催化剂离子去除单元包括原料储罐1、原料转移泵2、第一溶剂储罐3、溶剂转移泵4、催化剂离子去除装置(如萃取纯化釜)5、下层溶液储罐6和上层溶液储罐7；实现有机硅橡胶、硅油制备过程中所使用的催化剂离子的去除。这些装置依次通过管道连接，其中原料储罐1的进料口连接有机硅橡胶聚合生产线，原料储罐1的出料口与原料转移泵2的进料口连接，原料转移泵2的出料口与萃取纯化釜5的进料口连接；第一溶剂储罐3的出料口与溶剂转移泵4的进料口连接，溶剂转移泵4的出料口与萃取纯化釜5的另一进料口连接；萃取纯化釜5的一个出料口与上层溶液储罐7的进料口连接，萃取纯化釜5的另一个出料口与下层溶液储罐6的进料口连接。其中，催化剂离子除去装置可以是萃取纯化釜、萃取机或超重力萃取机。

具体来说，所述第一低沸点挥发份分离回收单元包括第三转移泵8、第一蒸馏釜9、第一精馏塔10、第二溶剂储罐11、第四转移泵12、第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐13和第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐34；用以实现去除催化剂离子所用溶剂的回收循环再利用和产生的少量低沸点低分子量聚硅氧烷的收集利用；这些装置依次通过管道连接，其中第三转移泵8的进料口与上层溶液储罐7的出料口连接，第三转移泵8的出料口与第一蒸馏釜9的进料口连接，第一蒸馏釜9的轻组分出料口与第一精馏塔10的进料口连接，第一精馏塔10的一出料口连接第二溶剂储罐11的进料口，第二溶剂储罐11的出料口连接第四转移泵12的进料口，第四转移泵12的出料口连接到第一溶剂储罐3的另一个进料口，从而实现溶剂的回收再利用；第一精馏塔10的另一出料口连接第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐34的进料口，收集作为蒸馏工艺的轻组分进入精馏塔后与溶剂分离的低沸点低分子量聚硅氧烷；第一蒸馏釜9的重组分出料口连接第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐13，接收到作为重组分的全部催化剂离子和少量的低分子量聚硅氧烷的混合体系。

具体来说，所述大量低沸点挥发份去除单元包括第一转移泵14、大量低沸点挥发份去除装置(如短程蒸馏器)15、第一冷凝器16、第一轻组分储罐17、第一重组分转移泵24、第一重组分储罐25；用以快速除去在有机硅橡胶、硅油聚合物中的大量的溶剂和低沸点低分子量聚硅氧烷；这些装置依次通过管道连接，其中第一转移泵14的进料口与下层溶液储罐6的出料口连接，第一转移泵14的出料口与短程蒸馏器15的进料口连接，短程蒸馏器15的轻组分出料口与第一冷凝器16的进料口连接，第一冷凝器16的出料口与第一轻组分储罐17的进料口连接；短程蒸馏器15的重组分出料口与第一重组分转移泵24的进料口连接，第一重组分转移泵24的出料口与第一重组分储罐25的进料口连接；其中，短程蒸馏器15是可选用闪蒸、降膜蒸馏、喷雾干燥、刮板蒸馏等技术的装置，采用合适热源、配套合适的真空泵，从而实现一定的温度、一定的真空度的工艺条件下的快速蒸馏。

具体来说，所述第二低沸点挥发份分离回收单元包括第五转移泵18、第二蒸馏釜19、第二精馏塔20、第三溶剂储罐21、第六转移泵22、第二低沸点低分子量低聚硅氧烷储罐23；用以实现所使用的溶剂的循环再利用和低沸点低分子量聚硅氧烷的收集利用；这些装置依次通过管道连接，其中第五转移泵18的进料口与第一轻组分储罐17的出料口连接，第五转移泵18的出料口与第二蒸馏釜19的进料口连接，第二蒸馏釜19的轻组分出料口与第二精馏塔20连接，第二精馏塔20的出料口连接第三溶剂储罐21的进料口，第三溶剂储罐21的出料口连接第六转移泵22的进料口，第六转移泵22的出料口连接到第一溶剂储罐3的第三个进料口，从而实现溶剂的回收再利用；第二蒸馏釜19的重组分出料口连接第二低沸点低分子量低聚硅氧烷储罐23，接收到作为重组分的低分子量聚硅氧烷。

具体来说，所述微量低沸点挥发份去除单元包括第二转移泵26、微量低沸点挥发份去除装置(如分子蒸馏器)27、制冷装置28、高真空度真空泵29、第二冷凝器、第二重组分转移泵30、第二重组分储罐31、第二轻组分转移泵32、第二轻组分储罐33；用以快速除去在有机硅橡胶聚合物中的残留的微量的低分子量聚硅氧烷，从而实现有机硅橡胶、硅油的高纯度制备要求；这些装置依次通过管道连接，其中第二转移泵26的进料口与第一重组分储罐25的出料口连接，第二转移泵26的出料口与分子蒸馏器27的进料口连接，分子蒸馏器27的气体出气口连接制冷装置28后与高真空度真空泵29连接；分子蒸馏器27的轻组分出料口与第二轻组分转移泵32的进料口连接，第二轻组分转移泵32的出料口与第二轻组分储罐33的进料口连接；分子蒸馏器27的重组分出料口与第二重组分转移泵30的进料口连接，第二重组分转移泵30的出料口与第二重组分储罐31的进料口连接。分子蒸馏器27是采用分子蒸馏技术的装置，配备有液体分布器、转子及内置的冷凝器(第二冷凝器)，有机硅橡胶、硅油聚合物在液体分布器和转子的作用下形成薄膜，其中的低分子量聚硅氧烷被加热从薄膜表面脱离后立刻遇到内置的第二冷凝器冷却，在这一过程中，物料自上往下快速流动，物料在整个装置中的停留时间短，适合挥发份含量低、热敏性的有机硅橡胶、硅油的高纯度制备。高真空度真空泵29一般选择二级泵，在真空泵29和分子蒸馏器27之间加入制冷装置28，可采用制冷机或者直接使用液氮，用以保护高真空度真空泵29。

实施例2

基于实施例1所述的装置，本实施例提供了一种硅橡胶、硅油的纯化方法，包括以下步骤：

步骤1.催化剂离子的除去工艺方法

通过原料转移泵2将原料储罐1中的有机硅橡胶、硅油类有机硅聚合物原料，通过溶剂转移泵4将第一溶剂储罐3中的溶剂加入催化剂离子去除装置5中混合，静置至分层，并将上层溶液注入上层溶液储罐7中，将下层溶液注入下层溶液储罐6中，其中，上层为含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系，下层为含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系；

步骤2.除催化剂离子用溶剂的回收再利用工艺方法

通过第三转移泵8将上层溶液储罐7中的混合体系送入第一蒸馏釜9中蒸馏，获得的轻组分大部分的低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂送入第一精馏塔10，重组分含全部催化剂离子的少量的低沸点低分子量聚硅氧烷转移至第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐13存储；送入第一精馏塔10的轻组分大部分的低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂进行精馏，获得的溶剂存储或通过第四转移泵12送入第一溶剂储罐3中，获得的低沸点低分子量聚硅氧烷存储在第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐34中；

步骤3.快速除溶剂及低沸点组分的工艺方法

通过第一转移泵14将下层溶液储罐6中的混合体系送入大量低沸点挥发份去除装置15中反应，所述大量低沸点挥发份去除装置15塔顶蒸汽经第一冷凝器16冷凝后获得含有大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系，并存储在第一轻组分储罐17中；

所述大量低沸点挥发份去除装置15塔釜收集含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系，并经第一重组分转移泵24转移至第一重组分储罐25存储；

步骤4.溶剂及低沸点组分回收利用的工艺方法

通过第五转移泵18将第一轻组分储罐17中的混合体系送入第二蒸馏釜19中蒸馏，获得的轻组分溶剂送入第二精馏塔20，重组分低沸点低分子量聚硅氧烷转移至第二低沸点低分子量聚硅氧烷储罐23存储；送入第二精馏塔20的轻组分溶剂进行精馏，获得的重组分溶剂存储或通过第六转移泵22送入第一溶剂储罐3中；

步骤5.快速除小分子挥发份的工艺方法

通过第二转移泵26将第一重组分储罐25中的混合体系送入微量低沸点挥发份去除装置27中反应，所述微量低沸点挥发份去除装置27塔顶蒸汽经第二冷凝器冷凝后获得低沸点低分子量聚硅氧烷，并经第二轻组分转移泵32转移至第二轻组分储罐33存储；所述微量低沸点挥发份去除装置27塔釜收集聚硅氧烷高聚物，并经第二重组分转移泵30转移至第二重组分储罐31存储。

本发明实施例中，采用了密闭的连续法处理技术，利用了不同物质因其极性不同而在同一溶剂中的溶解度不同的原理进行溶解-沉析、并在高真空度、高蒸发面积下提高传热效率，通过适量的溶剂去除了催化剂离子、利用短程蒸馏技术快速除去所用溶剂并使用分子蒸馏技术快速除去低沸点低分子量的挥发份。整个工艺装置部件之间通过管道连接，并通过相应的自动化控制技术，适合于规模化的高纯度硅橡胶、硅油的制备，既克服了现有刮板连续方法中不能去除催化剂离子的弊病，又克服了现有抽提法中溶剂使用量过大、真空蒸馏法中的加热时间过长的缺点，具有效率高、循环利用等经济又环保的优势。

与现有技术中采用的单元装置多次重复操作来实现高纯度的指标要求不同，在本发明实施例中，通过本发明提供的制备装置，调整其合理的工艺参数条件下，只需一次工艺过程，所制备的高纯度硅橡胶、硅油就可以达到美国航天局(NASA)的空间级低挥发份的指标要求，满足航天领域高真空环境下的使用要求，同时可满足电子级、食品级、医药级的使用要求。这样既减少了单元设备的重复投资，又提高了高纯度硅橡胶、硅油制备工艺的时空效率。

从本发明实施例的结果来看，所制备的高纯度有机硅橡胶、硅油都满足了NASA高真空环境下的低挥发份指标要求，表明使用本发明技术可以高效的制备满足航空航天、电子电气、食品医疗、日化护理等领域对低挥发份含量指标有苛刻要求的产品，满足环保要求。当然，对于这些领域的应用，需要额外补充补强填料和功能性助剂，这些配方技术各领域的专业人员根据需求进行选择，在此并不展开阐述。

实施例3高纯度室温硫化甲基硅橡胶的纯化与制备

本发明实施例提供了一种高纯度室温硫化甲基硅橡胶，所述的高纯度硅橡胶以室温硫化甲基硅橡胶107作为原料；所述原料中，室温硫化甲基硅橡胶107来自江西蓝星星火有机硅公司，粘度4000cps。其中，室温硫化甲基硅橡胶107的结构对应到式1结构中，R₁为氢原子，R₂、R₃、R₄、R₅均为甲基结构。

所述方法是基于上述的装置和方法，其具体的制备方法如下：

步骤1.室温硫化甲基硅橡胶107中残存的催化剂离子的除去工艺方法

开动萃取纯化釜5的搅拌器在120rpm，将原料储罐1中的室温硫化甲基硅橡胶107在原料转移泵2的作用下，以20kg/min的速率进入萃取纯化釜5中；将溶剂储罐3中的乙醇溶剂在溶剂转移泵4的作用下，以10L/min的速率进入萃取纯化釜5中；将萃取纯化釜5内的物料搅拌30min后停止，静止沉降至溶剂与室温硫化甲基硅橡胶107分层，将处在上层的乙醇溶液层(记为物料乙醇-1)放入上层溶液储罐7中，将下层的室温硫化甲基硅橡胶107(记为物料107-1)放入下层溶液储罐6中。

步骤2.物料乙醇-1的回收再利用工艺方法

将上层溶液储罐7中的物料乙醇-1(该物料为包含溶解了催化剂离子和低沸点低分子量聚硅氧烷的乙醇溶液)在第三转移泵8的作用下进入带有加热装置的第一蒸馏釜9中，在70℃下，经蒸馏后的乙醇和低沸点低分子量聚硅氧烷送入第一精馏塔10，其进一步地在1000Pa的真空度、70℃的温度下，经过理论塔板数为6的第一精馏塔10分离，将乙醇溶剂分离后存储至第二溶剂储罐11，再经过第四转移泵12进入第一溶剂储罐3中，实现乙醇溶剂的循环再利用，将低沸点低分子量聚硅氧烷存储至第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐34中，可作为制备硅橡胶、硅油等有机硅聚合物的原材料使用；将蒸馏后的含有全部催化剂离子的少量的低沸点低分子量聚硅氧烷进入第一低沸点低分子量低聚硅氧烷储罐13收集。

步骤3.物料107-1中快速除溶剂及低沸点组分的工艺方法

将下层溶液储罐6中的物料107-1(该物料包含了一定的乙醇溶剂)在第一转移泵14的作用下以10kg/min的速率进入刮板蒸馏器15中，在1000Pa真空度、120℃的温度下，物料107-1中所包含的乙醇溶剂及一定量的低沸点低分子量聚甲基硅氧烷作为轻组分经进入第一冷凝器16中，经其冷却后收集在第一轻组分储罐17中(记为物料乙醇-2)；剩余的以大分子量聚硅氧烷聚合物为主的室温硫化甲基硅橡胶107(记为物料107-2)作为重组分经第一重组分转移泵24排出后收集到第一重组分储罐25中。

步骤4.物料乙醇-2中乙醇溶剂及低沸点低分子量聚甲基硅氧烷组分的回收利用工艺方法

第一轻组分储罐17中的物料乙醇-2(该物料包含了低沸点低分子量聚硅氧烷和乙醇溶剂)在第五转移泵18的作用下进入带有加热装置的第二蒸馏釜19中，在80℃温度下，经蒸馏后的乙醇送入第二精馏塔20，其进一步地在1000Pa的真空度、70℃的温度下，经过具有理论塔板数为8的第二精馏塔20分离，将乙醇溶剂分离后存储至第三溶剂储罐21，再经过第六转移泵22进入第一溶剂储罐3中，实现乙醇溶剂的循环再利用；将蒸馏后的低沸点低分子量聚硅氧烷进入第二低沸点低分子量低聚硅氧烷储罐23收集，可用于硅橡胶、硅油等的制备。

步骤5.物料107-2中快速除小分子挥发份的工艺方法

将第一重组分储罐25中物料107-2在第二转移泵26的作用下，以10kg/min的速率进入分子蒸馏装置27，在100Pa的真空度、180℃的温度条件下，作为轻组分的低沸点低分子量聚硅氧烷脱离有机硅聚合物表面后迅速遇到内置的第二冷凝器后经第二轻组分转移泵32排出，收集到第二轻组分储罐33中；作为重组分的高分子量聚硅氧烷经第二重组分转移泵30排出，收集到第二重组分储罐31中作为高纯度室温硫化甲基硅橡胶成品(记为物料107-3)。在此过程中，设定制冷机28的制冷温度-80℃，用于保护真空泵29。

所制备的高纯度室温硫化甲基硅橡胶成品(物料107-3)的粘度由4000cps增大到7500cps，这主要是以低分子量的聚硅氧烷环体和线体为主的低沸点低分子量聚硅氧烷被除去引起的，所制备的高纯度室温硫化甲基硅橡胶成品，在1×10^-6torr的真空度、125℃的温度、24h的条件下，挥发份含量为0.1wt％，而未提纯的室温硫化甲基硅橡胶107原料在该条件下的挥发份在12wt％。

实施例4高纯度室温硫化甲基苯基硅橡胶的制备

本发明实施例提供了一种高纯度室温硫化甲基苯基硅橡胶，所述的高纯度硅橡胶以室温硫化甲基苯基硅橡胶108作为原料；室温硫化甲基苯基硅橡胶108采购自上海树脂厂，粘度3500cps；室温硫化甲基苯基硅橡胶108的结构对应到式1结构中，R₁为氢原子，R₂、R₃为甲基结构，R₄、R₅为苯基结构。

所述方法是基于上述的装置和方法，其具体的制备方法如下：

步骤1.室温硫化甲基苯基硅橡胶108中残存的催化剂离子的除去工艺方法

开动萃取纯化釜5的搅拌器在150rpm，将原料储罐1中的室温硫化甲基苯基硅橡胶108在原料转移泵2的作用下，以15kg/min的速率进入萃取纯化釜5中；将溶剂储罐3中的环己烷溶剂在溶剂转移泵4的作用下，以15L/min的速率进入萃取纯化釜5中；将萃取纯化釜5内的物料搅拌40min后停止，静止沉降至溶剂与有机硅橡胶聚合物分层，将处在上层的环己烷溶液层(记为物料环己烷-1)放入上层溶液储罐7中，将下层的室温硫化甲基苯基硅橡胶108(记为物料108-1)放入下层溶液储罐6中。

步骤2.物料环己烷-1的回收再利用工艺方法

将上层溶液储罐7中的物料环己烷-1(该物料为包含了溶解了催化剂离子和低沸点低分子量聚硅氧烷的环己烷溶液)在第三转移泵8的作用下进入带有加热装置的第一蒸馏釜9中，在70℃下，经蒸馏后的环己烷和低沸点低分子量聚硅氧烷送入第一精馏塔10，其进一步地在1000Pa的真空度、60℃的温度下，经过理论塔板数为8的第一精馏塔10分离，将环己烷溶剂分离后进入第二溶剂储罐11，再经过第四转移泵12进入环己烷溶剂储罐3中，实现环己烷溶剂的循环再利用，将低沸点低分子量聚硅氧烷存储至第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐34中，可作为制备硅橡胶、硅油等有机硅聚合物的原材料使用；在第一蒸馏釜9中的蒸馏后的含有全部催化剂离子的少量的低沸点低分子量聚硅氧烷进入第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐13收集。

步骤3.物料108-1中快速除溶剂及低沸点组分的工艺方法

将下层溶液储罐6中的物料108-1(该物料包含了一定的环己烷溶剂)在第一转移泵14的作用下以5kg/min的速率进入刮板蒸馏器15中，在1000Pa真空度、160℃的温度下，物料108-1中所包含的环己烷溶剂及一定量的低沸点低分子量聚甲基苯基硅氧烷作为轻组分经进入第一冷凝器16中，经其冷却后收集在第一轻组分储罐17中(记为物料环己烷-2)；剩余的以大分子量聚甲基苯基硅氧烷聚合物为主的室温硫化甲基苯基硅橡胶108(记为物料108-2)作为重组分经第一重组分转移泵24排出后收集到第一重组分储罐25中。

步骤4.物料环己烷-2中环己烷溶剂及低沸点低分子量聚甲基苯基硅氧烷组分的回收利用工艺方法

第一轻组分储罐17中的物料环己烷-2(该物料包含了低沸点低分子量聚甲基苯基硅氧烷和环己烷溶剂)在第五转移泵18的作用下进入带有加热装置的第二蒸馏釜19中，在1000Pa的真空度、80℃的温度下，经过具有理论塔板数为10的第二精馏塔20分离，将环己烷溶剂分离后进入第三溶剂储罐21，再经过原料转移泵2进入环己烷溶剂储罐3中，实现环己烷溶剂的循环再利用；在第二蒸馏釜19中的低沸点低分子量甲基苯基聚硅氧烷进入第二低沸点低分子量低聚硅氧烷储罐23收集，可用于硅橡胶、硅油等的制备。

步骤5.物料108-2中快速除小分子挥发份的工艺方法

将第一重组分储罐25中物料108-2在转移泵26的作用下，以1kg/min的速率进入分子蒸馏装置27，在90Pa的真空度、220℃的温度条件下，作为轻组分的低沸点低分子量聚甲基苯基硅氧烷脱离有机硅聚合物表面后迅速遇到内置的冷凝器后经第二轻组分转移泵32排出，收集到第二轻组分储罐33中；作为重组分的高分子量聚甲基苯基硅氧烷经第二重组分转移泵30排出，收集到第二重组分储罐31中作为高纯度室温硫化甲基苯基硅橡胶成品(记为物料108-3)。在此过程中，设定制冷机28的制冷温度-80℃，用于保护真空泵29。

所制备的高纯度室温硫化甲基苯基硅橡胶108成品(物料108-3)的粘度由3500cps增大到6500cps，这主要是以低分子量的聚甲基苯基硅氧烷环体和线体为主的低沸点低分子量聚硅氧烷被除去引起的，所制备的高纯度室温硫化甲基苯基硅橡胶成品，在1×10^{- 6}torr的真空度、125℃的温度、24h的条件下，挥发份含量为0.2wt％，而未提纯的室温硫化甲基苯基硅橡胶108在该条件下的挥发份在16wt％。

实施例5高纯度室温硫化甲基乙烯基硅橡胶的制备

本发明实施例提供了一种高纯度室温硫化甲基乙烯基硅橡胶，所述的高纯度硅橡胶以室温硫化甲基乙烯基硅橡胶作为原料；室温硫化甲基乙烯基硅橡胶采购自合盛硅业股份有限公司，粘度10000cps；室温硫化甲基乙烯基硅橡胶的结构对应到式1结构中，R₁为乙烯基二甲基硅基；R₂、R₃、R₄为甲基结构，R₅为乙烯基结构。

具体的制备方法如下：

步骤1.室温硫化甲基乙烯基硅橡胶中残存的催化剂离子的除去工艺方法

开动萃取纯化釜5的搅拌器在100rpm，将原料储罐1中的室温硫化甲基乙烯基硅橡胶在原料转移泵2的作用下，以20kg/min的速率进入萃取纯化釜5中；将溶剂储罐3中的乙酸乙酯溶剂在转移泵4的作用下，以15L/min的速率进入萃取纯化釜5中；将萃取纯化釜5内的物料搅拌40min后停止，静止沉降至溶剂与有机硅橡胶聚合物分层，将处在上层的乙酸乙酯溶液层(记为物料乙酸乙酯-1)放入上层溶液储罐7中，将下层的室温硫化甲基乙烯基硅橡胶(记为物料乙烯基-1)放入下层溶液储罐6中。

步骤2.物料乙酸乙酯-1的回收再利用工艺方法

将上层溶液储罐7中的物料乙酸乙酯-1(该物料为包含了溶解了催化剂离子和低沸点低分子量聚硅氧烷的乙酸乙酯溶液)在第三转移泵8的作用下进入带有加热装置的第一蒸馏釜9中，在80℃下，经蒸馏后的乙酸乙酯和低沸点低分子量聚硅氧烷送入第一精馏塔10，其进一步地在1000Pa的真空度、80℃的温度下，经过理论塔板数为7的第一精馏塔10分离，将乙酸乙酯溶剂分离后进入第二溶剂储罐11，再经过转移泵12进入乙酸乙酯溶剂储罐3中，实现乙酸乙酯溶剂的循环再利用，将低沸点低分子量聚硅氧烷存储至第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐34中，可作为制备硅橡胶、硅油等有机硅聚合物的原材料使用；在第一蒸馏釜9中的蒸馏后的含催化剂离子的低沸点低分子量乙烯基聚硅氧烷进入储罐13收集后。

步骤3.物料乙烯基-1中快速除溶剂及低沸点组分的工艺方法

将下层溶液储罐6中的物料乙烯基-1(该物料包含了一定的乙酸乙酯溶剂)在第一转移泵14的作用下以15kg/min的速率进入刮板蒸馏器15中，在1000Pa真空度、140℃的温度下，物料乙烯基-1中所包含的乙酸乙酯溶剂及一定量的低沸点低分子量聚甲基乙烯基硅氧烷作为轻组分进入第一冷凝器16中，经其冷却后收集在第一轻组分储罐17中(记为物料乙酸乙酯-2)；剩余的以大分子量聚甲基乙烯基硅氧烷聚合物为主的室温硫化甲基乙烯基硅橡胶(记为物料乙烯基-2)作为重组分经第一重组分转移泵24排出后收集到第一重组分储罐25中。

步骤4.物料乙酸乙酯-2中乙酸乙酯溶剂及低沸点低分子量聚甲基乙烯基硅氧烷组分的回收利用工艺方法

第一轻组分储罐17中的物料乙酸乙酯-2(该物料包含了低沸点低分子量聚甲基乙烯基硅氧烷和乙酸乙酯溶剂)在第五转移泵18的作用下进入带有加热装置的第二蒸馏釜19中，在1000Pa的真空度、100℃的温度下，经过具有理论塔板数为9的第二精馏塔20分离，将乙酸乙酯溶剂分离后进入第三溶剂储罐21，再经过第六转移泵22进入乙酸乙酯溶剂储罐3中，实现乙酸乙酯溶剂的循环再利用；在第二蒸馏釜19中的低沸点低分子量甲基乙烯基聚硅氧烷进入第二低沸点低分子量低聚硅氧烷储罐23收集，可用于硅橡胶、硅油等的制备。

步骤5.物料乙烯基-2中快速除小分子挥发份的工艺方法

将第一重组分储罐25中物料乙烯基-2在转移泵26的作用下，以5kg/min的速率进入分子蒸馏装置27，在80Pa的真空度、200℃的温度条件下，作为轻组分的低沸点低分子量聚甲基乙烯基硅氧烷脱离有机硅聚合物表面后迅速遇到内置的冷凝器后经第二轻组分转移泵32排出，收集到第二轻组分储罐33中；作为重组分的高分子量聚甲基乙烯基硅氧烷经第二重组分转移泵30排出，收集到第二重组分储罐31中作为高纯度室温硫化甲基乙烯基硅橡胶成品(记为物料乙烯基-3)。在此过程中，设定制冷机28的制冷温度-80℃，用于保护真空泵29。

所制备的高纯度室温硫化甲基乙烯基硅橡胶成品(物料乙烯基-3)的粘度由10000cps增大到20000cps，这主要是以低分子量的聚甲基乙烯基硅氧烷环体和线体为主的低沸点低分子量聚硅氧烷被除去引起的，所制备的高纯度室温硫化甲基乙烯基硅橡胶成品，在1×10^-6torr的真空度、125℃的温度、24h的条件下，挥发份含量为0.1wt％，而未提纯的室温硫化甲基乙烯基硅橡胶在该条件下的挥发份在15wt％。

实施例6高纯度高温硫化甲基硅橡胶的制备

本发明实施例提供了一种高纯度高温硫化甲基硅橡胶，所述的高纯度硅橡胶以高温硫化甲基硅橡胶110作为原料，采购自江苏天辰有机硅材料有限公司，粘度300000cps；高温硫化甲基硅橡胶110的结构对应到式1结构中，R₁为甲基，R₂、R₃、R₄为甲基，R₅为乙烯基结构。

具体的制备方法如下：

步骤1.110高温硫化甲基硅橡胶中残存的催化剂离子的除去工艺方法

开动萃取纯化釜5的搅拌器在50rpm，将原料储罐1中的高温硫化甲基硅橡胶110在原料转移泵2的作用下，以5kg/min的速率进入萃取纯化釜5中；将溶剂储罐3中的甲醇溶剂在转移泵4的作用下，以5L/min的速率进入萃取纯化釜5中；将萃取纯化釜5内的物料搅拌120min后停止，静止沉降至溶剂与有机硅橡胶聚合物分层，将处在上层的甲醇溶液层(记为物料甲醇-1)放入上层溶液储罐7中，将下层的高温硫化甲基硅橡胶110(记为物料110-1)放入下层溶液储罐6中。

步骤2.物料甲醇-1的回收再利用工艺方法

将上层溶液储罐7中的物料甲醇-1(该物料为包含了溶解了催化剂离子和低分子量聚硅氧烷的甲醇溶液)在第三转移泵8的作用下进入带有加热装置的第一蒸馏釜9中，在60℃下，经蒸馏后的甲醇和低沸点低分子量聚硅氧烷送入第一精馏塔10，其进一步地在1000Pa的真空度、50℃的温度下，经过理论塔板数为6的第一精馏塔10分离，将甲醇溶剂分离后进入第二溶剂储罐11，再经过转移泵12进入甲醇溶剂储罐3中，实现甲醇溶剂的循环再利用，将低沸点低分子量聚硅氧烷存储至第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐34中，可作为制备硅橡胶、硅油等有机硅聚合物的原材料使用；在第一蒸馏釜9中的蒸馏后的含催化剂离子的低沸点低分子量聚硅氧烷进入第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐13收集。

步骤3.物料110-1中快速除溶剂及低沸点组分的工艺方法

将下层溶液储罐6中的物料110-1(该物料包含了一定的甲醇溶剂)在第一转移泵14的作用下以2kg/min的速率进入降膜器15中，在1000Pa真空度、140℃的温度下，物料110-1中所包含的甲醇溶剂及一定量的低沸点低分子量聚甲基硅氧烷作为轻组分进入第一冷凝器16中，经其冷却后收集在第一轻组分储罐17中(记为物料甲醇-2)；剩余的以大分子量聚硅氧烷聚合物为主的高温硫化甲基硅橡胶110(记为物料110-2)作为重组分经第一重组分转移泵24排出后收集到第一重组分储罐25中。

步骤4.物料甲醇-2中甲醇溶剂及低沸点聚甲基硅氧烷组分的回收利用工艺方法

第一轻组分储罐17中的物料甲醇-2(该物料包含了低沸点低分子量聚硅氧烷和甲醇溶剂)在第五转移泵18的作用下进入带有加热装置的第二蒸馏釜19中，在1000Pa的真空度、80℃的温度下，经过具有理论塔板数为8的第二精馏塔20分离，将甲醇溶剂分离后进入第三溶剂储罐21，再经过第六转移泵22进入甲醇溶剂储罐3中，实现甲醇溶剂的循环再利用；在第二蒸馏釜19中的低沸点低分子量聚硅氧烷进入第二低沸点低分子量低聚硅氧烷储罐23收集，可用于硅橡胶、硅油等的制备。

步骤5.物料110-2中快速除小分子挥发份的工艺方法

将第一重组分储罐25中物料110-2在转移泵26的作用下，以1kg/min的速率进入分子蒸馏装置27，在100Pa的真空度、150℃的温度条件下，作为轻组分的低沸点低分子量聚硅氧烷脱离有机硅聚合物表面后迅速遇到内置的冷凝器后经第二轻组分转移泵32排出，收集到第二轻组分储罐33中；作为重组分的高分子量聚硅氧烷经第二重组分转移泵30排出，收集到第二重组分储罐31中作为高纯度高温硫化甲基硅橡胶成品(记为物料110-3)。在此过程中，设定制冷机28的制冷温度-80℃，用于保护真空泵29。

所制备的高纯度高温硫化甲基硅橡胶成品(物料110-3)的粘度由300000cps增大到430000cps，这主要是以低分子量的聚硅氧烷环体和线体为主的低沸点低分子量聚硅氧烷被除去引起的，所制备的高纯度高温硫化甲基硅橡胶成品，在1×10^-6torr的真空度、125℃的温度、24h的条件下，挥发份含量为0.3wt％，而未提纯的高温硫化甲基硅橡胶110在该条件下的挥发份在20wt％。

实施例7高纯度含氢硅油的纯化与制备

本发明实施例提供了一种高纯度含氢硅油，所述的高纯度含氢硅油以含氢硅油作为原料；所述原料中，含氢硅油来自合盛硅业有限公司，粘度2000cps。其中，含氢硅油的结构对应到式2结构中，R₆为甲基，R₇为氢原子、X为氢原子。

所述方法是基于上述的装置和方法，其具体的制备方法如下：

步骤1.含氢硅油中残存的催化剂离子的除去工艺方法

开动萃取纯化釜5的搅拌器在100rpm，将原料储罐1中的含氢硅油在原料转移泵2的作用下，以30kg/min的速率进入萃取纯化釜5中；将溶剂储罐3中的石油醚溶剂在溶剂转移泵4的作用下，以15L/min的速率进入萃取纯化釜5中；将萃取纯化釜5内的物料搅拌40min后停止，静止沉降至溶剂与含氢硅油分层，将处在上层的石油醚溶液层(记为物料石油醚-1)放入上层溶液储罐7中，将下层的含氢硅油(记为物料含氢硅油-1)放入下层溶液储罐6中。

步骤2.物料石油醚-1的回收再利用工艺方法

将上层溶液储罐7中的物料石油醚-1(该物料为包含溶解了催化剂离子和低沸点低分子量聚硅氧烷的石油醚溶液)在第三转移泵8的作用下进入带有加热装置的第一蒸馏釜9中，在90℃下，经蒸馏后的石油醚和低沸点低分子量聚硅氧烷送入第一精馏塔10，其进一步地在1000Pa的真空度、60℃的温度下，经过理论塔板数为6的第一精馏塔10分离，将石油醚溶剂分离后存储至第二溶剂储罐11，再经过第四转移泵12进入第一溶剂储罐3中，实现石油醚溶剂的循环再利用，将低沸点低分子量含氢聚硅氧烷存储至第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐34中，可作为制备硅油等有机硅聚合物的原材料使用；将蒸馏后的含有全部催化剂离子的少量的低沸点低分子量聚硅氧烷进入第一低沸点低分子量低聚硅氧烷储罐13收集。

步骤3.物料含氢硅油-1中快速除溶剂及低沸点组分的工艺方法

将下层溶液储罐6中的物料含氢硅油-1(该物料包含了一定的石油醚溶剂)在第一转移泵14的作用下以20kg/min的速率进入刮板蒸馏器15中，在1000Pa真空度、90℃的温度下，物料石油醚-1中所包含的石油醚溶剂及一定量的低沸点低分子量含氢聚硅氧烷作为轻组分经进入第一冷凝器16中，经其冷却后收集在第一轻组分储罐17中(记为物料石油醚-2)；剩余的以大分子量含氢聚硅氧烷聚合物为主的含氢硅油(记为物料含氢硅油-2)作为重组分经第一重组分转移泵24排出后收集到第一重组分储罐25中。

步骤4.物料石油醚-2中石油醚溶剂及低沸点低分子量含氢聚硅氧烷组分的回收利用工艺方法

第一轻组分储罐17中的物料石油醚-2(该物料包含了低沸点低分子量聚硅氧烷和石油醚溶剂)在第五转移泵18的作用下进入带有加热装置的第二蒸馏釜19中，在90℃温度下，经蒸馏后的石油醚送入第二精馏塔20，其进一步地在1000Pa的真空度、90℃的温度下，经过具有理论塔板数为8的第二精馏塔20分离，将石油醚溶剂分离后存储至第三溶剂储罐21，再经过第六转移泵22进入第一溶剂储罐3中，实现石油醚溶剂的循环再利用；将蒸馏后的低沸点低分子量聚硅氧烷进入第二低沸点低分子量低聚硅氧烷储罐23收集，可用于硅油等的制备。

步骤5.物料含氢硅油-2中快速除小分子挥发份的工艺方法

将第一重组分储罐25中物料含氢硅油-2在第二转移泵26的作用下，以15kg/min的速率进入分子蒸馏装置27，在80Pa的真空度、160℃的温度条件下，作为轻组分的低沸点低分子量聚硅氧烷脱离有机硅聚合物表面后迅速遇到内置的第二冷凝器后经第二轻组分转移泵32排出，收集到第二轻组分储罐33中；作为重组分的高分子量聚硅氧烷经第二重组分转移泵30排出，收集到第二重组分储罐31中作为高纯度含氢硅油成品(记为物料含氢-3)。在此过程中，设定制冷机28的制冷温度-80℃，用于保护真空泵29。

所制备的高纯度含氢成品(物料含氢-3)的粘度由2000cps增大到3500cps，这主要是以低分子量的聚硅氧烷环体和线体为主的低沸点低分子量聚硅氧烷被除去引起的，所制备的高纯度含氢硅油成品，在1×10^-6torr的真空度、125℃的温度、24h的条件下，挥发份含量为0.1wt％，而未提纯的含氢硅油原料在该条件下的挥发份在15wt％。

对比例1

不使用内置冷凝器的分子蒸馏装置时所纯化的室温硫化甲基硅橡胶的制备

所使用的室温硫化甲基硅橡胶107与实施例1相同，所使用的工艺方法为实施例1的步骤1至4，得到的纯化后室温硫化甲基硅橡胶(记为107-4)收集在第一重组分储罐25中。

所制备的纯化后室温硫化甲基硅橡胶(107-4)的粘度由4000cps增大到7000cps，这主要是大部分的低分子量聚硅氧烷环体和线体被除去引起的，所制备的纯化后室温硫化甲基硅橡胶(107-4)，在1×10^-6torr的真空度、125℃的温度、24h的条件下，挥发份含量为1.0％，而未提纯的室温硫化甲基硅橡胶107在该条件下的挥发份在12％。在用作耐高温粘接密封材料时，以107-3制备的粘接密封材料350℃老化24h后失重4％，而以107-4制备的粘接密封材料350℃老化24h后失重可达到8％。

对比例2

不使用溶剂除催化剂时所纯化的室温硫化甲基硅橡胶的制备

对比例2中所用的原料与实施例1相同，所用的方法不使用步骤1和2，而是将107原料直接投入下层溶液储罐6中，将产物收集在第二重组分储罐31中，所得的纯化室温硫化甲基硅橡胶记为107-5。但在纯化处理过程中，因含有未除去的催化剂离子，使用完全相同的工艺参数时，得到的室温硫化甲基硅橡胶107-5出现凝胶。

以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (31)

1.一种纯化有机硅橡胶、硅油的装置，其特征在于，所述装置包括催化剂离子去除单元、大量低沸点挥发份去除单元、微量低沸点挥发份去除单元、第一低沸点挥发份分离回收单元和第二低沸点挥发份分离回收单元；

所述催化剂离子去除单元用于去除全部催化剂离子和部分低沸点低分子量聚硅氧烷；并获得含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系；和含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系；

所述催化剂离子去除单元分别与大量低沸点挥发份去除单元和第一低沸点挥发份分离回收单元相连；所述大量低沸点挥发份去除单元用于去除含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系中的大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂，并分别获得含有大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系；和含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系；所述第一低沸点挥发份分离回收单元用于分离回收含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系中全部低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂，并分别获得含全部催化剂离子与少量的低沸点低分子量聚硅氧烷组成的混合体系、低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂；

所述大量低沸点挥发份去除单元分别与微量低沸点挥发份去除单元和第二低沸点挥发份分离回收单元相连，所述微量低沸点挥发份去除单元用于去除含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷混合体系中的微量低沸点低分子量聚硅氧烷，并分别获得全部聚硅氧烷高聚物和全部低沸点低分子量聚硅氧烷；所述第二低沸点挥发份分离回收单元用于分离回收含有大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系中全部低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂，分别获得含有大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系，和含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述催化剂离子去除单元包括原料储罐、原料转移泵、第一溶剂储罐、溶剂转移泵、催化剂离子去除装置、上层溶液储罐和下层溶液储罐；

所述原料储罐通过原料转移泵与催化剂离子去除装置相连；所述第一溶剂储罐通过溶剂转移泵与催化剂离子去除装置相连，用于为催化剂离子去除装置输入原料和溶剂；所述上层溶液储罐与催化剂离子去除装置相连，用于收集催化剂离子去除装置中的上层溶液，所述下层溶液储罐与催化剂离子去除装置相连，用于收集催化剂离子去除装置中的下层溶液；

其中，所述上层溶液是含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷和部分溶剂的混合体系；下层溶液是含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷和部分溶剂的混合体系。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述催化剂离子去除装置的数量设置至少一个，若设置多个催化剂离子去除装置时，每台催化剂离子去除装置分别与原料转移泵和溶剂转移泵相连，与每台催化剂离子去除装置相连的原料转移泵和溶剂转移泵的运转速率相同或不同。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述大量低沸点挥发份去除单元包括第一转移泵、大量低沸点挥发份去除装置、第一冷凝器、第一轻组分储罐、第一重组分转移泵和第一重组分储罐；

原料通过第一转移泵与大量低沸点挥发份去除装置相连，所述原料是含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷和部分溶剂的混合体系；所述大量低沸点挥发份去除装置塔顶通过第一冷凝器与第一轻组分储罐相连，用于冷凝并收集全部溶剂和大量低沸点低分子量聚硅氧烷；所述大量低沸点挥发份去除装置塔釜通过第一重组分转移泵与第一重组分储罐相连，用于收集全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述原料来自上述催化剂离子去除单元中的下层溶液。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述大量低沸点挥发份去除装置是配有计量装置的连续快速短程蒸馏装置；所述的短程蒸馏装置使用短程蒸馏技术。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述微量低沸点挥发份去除单元包括第二转移泵、微量低沸点挥发份去除装置、第二冷凝器、第二重组分转移泵、第二重组分储罐、第二轻组分转移泵和第二轻组分储罐；

原料通过第二转移泵输入微量低沸点挥发份去除装置中，所述原料是含有聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系；所述微量低沸点挥发份去除装置塔顶通过第二冷凝器与第二轻组分转移泵相连，所述第二轻组分转移泵与第二轻组分储罐相连，用于冷凝并收集微量低沸点低分子量聚硅氧烷；

所述微量低沸点挥发份去除装置塔釜通过第二重组分转移泵与第二重组分储罐相连，用于收集全部聚硅氧烷高聚物。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述原料来自权利要求1中所述的大量低沸点挥发份去除单元中的第一重组分储罐中的溶液。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二冷凝器内置于所述微量低沸点挥发份去除装置内。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述微量低沸点挥发份去除装置为配有计量装置和加热装置的分子蒸馏装置。

11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述微量低沸点挥发份去除单元还包括真空泵和制冷装置，所述真空泵通过制冷装置与微量低沸点挥发份去除装置相连，所述真空泵为微量低沸点挥发份去除装置提供真空环境。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一低沸点挥发份分离回收单元包括第三转移泵、第一蒸馏釜、第一精馏塔、第二溶剂储罐、第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐和第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐；

原料通过第三转移泵与第一蒸馏釜相连，所述原料是含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷和部分溶剂的混合体系；所述第一蒸馏釜与第一精馏塔和第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐相连；所述第一精馏塔与第二溶剂储罐和第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐相连；

所述第一蒸馏釜用于分离含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷和部分溶剂的混合体系，并将得到的含有全部催化剂离子和少量未能蒸出的低沸点低分子量聚硅氧烷送入第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐中；

所述第一精馏塔用于分离从第一蒸馏釜蒸出的大量低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂，并将得到的溶剂送入第二溶剂储罐中，将得到的低沸点低分子量聚硅氧烷送入第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐中。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述原料来自上述催化剂离子去除单元中的上层溶液。

14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述第一低沸点挥发份分离回收单元还包括第四转移泵，所述第四转移泵连接第二溶剂储罐和第一溶剂储罐，用于重复利用回收到的溶剂。

15.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二低沸点挥发份分离回收单元包括第五转移泵、第二蒸馏釜、第二精馏塔、第三溶剂储罐和第二低沸点低分子量低聚硅氧烷储罐；

原料通过第五转移泵与第二蒸馏釜相连，所述原料是含有全部溶剂和大量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系；所述第二蒸馏釜与第二精馏塔和第二低沸点低分子量聚硅氧烷储罐相连；所述第二精馏塔与第三溶剂储罐相连；

所述第二蒸馏釜用于分离大量低沸点低分子量聚硅氧烷和少量溶剂的混合体系，并将得到的低沸点低分子量聚硅氧烷送入第二低沸点低分子量聚硅氧烷储罐中；

所述第二精馏塔用于分离溶剂，并将得到的溶剂送入第三溶剂储罐中。

16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述原料来自权利要求1中所述的大量低沸点挥发份去除单元中的第一轻组分储罐中的溶液。

17.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第二低沸点挥发份分离回收单元还包括第六转移泵，所述第六转移泵连接第三溶剂储罐和第一溶剂储罐，用于重复利用回收到的溶剂。

18.一种有机硅橡胶、硅油的纯化方法，所述方法包括如下步骤：

1)将有机硅橡胶、硅油类有机硅聚合物原料与溶剂混合，静置至分层，其中，上层为含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系，下层为含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系；

2)分离步骤1)的上层的混合体系，分别获得含全部催化剂离子与少量的低沸点低分子量聚硅氧烷组成的混合体系、低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂；

3)分离步骤1)的下层的混合体系，分别获得含有大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系；和含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系；

4)分离步骤3)的大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系，分别获得低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂；

5)分离步骤3)的含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系，分别获得聚硅氧烷高聚物和低沸点低分子量聚硅氧烷。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述有机硅橡胶、硅油聚合原料与溶剂的体积比控制在1:0.5～1范围内；所述的混合是在搅拌条件下实现的，所述的混合时间为0.5～2h。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤1)中，所述的溶剂选自水、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、己烷、环己烷、辛烷、庚烷、石油醚、四氢呋喃、乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯。

21.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的步骤1)是基于权利要求1-17任一项中所述的催化剂离子去除单元。

22.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤2)中，所述的分离是在常压或减压条件下，室温～100℃的温度下的蒸馏工艺实现，所述减压为3000Pa以下的真空度，40～80℃温度下的蒸馏工艺实现。

23.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的步骤2)是基于权利要求1-17任一项中所述的第一低沸点挥发份分离回收单元。

24.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤3)中，所述的分离的条件是以1～50kg/min的速率将待分离物料加入短程蒸馏装置，在1500Pa以下的真空度下，在100～170℃温度下实现分离。

25.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的步骤3)是基于权利要求1-17任一项中所述的大量低沸点挥发份去除单元。

26.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤4)中，所述的分离是在常压或减压条件下，室温～100℃的温度下的蒸馏工艺实现，所述的减压条件为2000Pa以下的真空度，60～100℃温度下的蒸馏工艺实现。

27.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的步骤4)是基于权利要求1-17任一项中所述的第二低沸点挥发份分离回收单元。

28.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤5)中，所述的分离的条件是以0.1～50kg/min的速率将待分离物料加入分子蒸馏装置，在500Pa以下的真空度下，在150～250℃温度下实现分离。

29.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述的步骤5)是基于权利要求1-17任一项中所述的微量低沸点挥发份去除单元。

30.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)通过原料转移泵将原料储罐中的有机硅橡胶、硅油类有机硅聚合物原料，通过溶剂转移泵将第一溶剂储罐中的溶剂于催化剂离子去除装置中混合，静置至分层，并将上层溶液注入上层溶液储罐中，将下层溶液注入下层溶液储罐中，

其中，上层为含有全部催化剂离子、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系，下层为含有全部聚硅氧烷高聚物、部分低沸点低分子量聚硅氧烷、部分溶剂的混合体系；

2)通过第三转移泵将上层溶液储罐中的混合体系送入第一蒸馏釜中蒸馏，获得的轻组分大部分的低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂送入第一精馏塔，重组分为全部催化剂离子与少量低沸点低分子量聚硅氧烷组成的混合体系转移至第一低沸点低分子量聚硅氧烷储罐存储；送入第一精馏塔的大部分的低沸点低分子量聚硅氧烷和溶剂进行精馏，获得的溶剂存储或通过第四转移泵送入第一溶剂储罐中，获得的低沸点低分子量聚硅氧烷存储在第三低沸点低分子量聚硅氧烷储罐中；

3)通过第一转移泵将下层溶液储罐中的混合体系送入大量低沸点挥发份去除装置中分离，所述大量低沸点挥发份去除装置塔顶蒸汽经第一冷凝器冷凝后获得含有大量低沸点低分子量聚硅氧烷和全部溶剂的混合体系，并存储在第一轻组分储罐中；所述大量低沸点挥发份去除装置塔釜收集含有全部聚硅氧烷高聚物和微量低沸点低分子量聚硅氧烷的混合体系，并经第一重组分转移泵转移至第一重组分储罐存储；

4)通过第五转移泵将第一轻组分储罐中的混合体系送入第二蒸馏釜中蒸馏，获得的轻组分溶剂送入第二精馏塔，重组分低沸点低分子量聚硅氧烷转移至第二低沸点低分子量聚硅氧烷储罐存储；送入第二精馏塔的轻组分溶剂进行精馏，获得的溶剂存储或通过第六转移泵送入第一溶剂储罐中；

5)通过第二转移泵将第一重组分储罐中的混合体系送入微量低沸点挥发份去除装置中分离，所述微量低沸点挥发份去除装置塔顶蒸汽经第二冷凝器冷凝后获得低沸点低分子量聚硅氧烷，并经第二轻组分转移泵转移至第二轻组分储罐存储；所述微量低沸点挥发份去除装置塔釜收集聚硅氧烷高聚物，并经第二重组分转移泵转移至第二重组分储罐存储。

31.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述有机硅橡胶的结构如式1所示：

式1中，R₁为硅橡胶制备过程中所使用的封端剂引入的官能团，相同或不同，彼此独立地选自氢原子、二甲基硅基、三甲基硅基、乙烯基二甲基硅基、甲基、乙基、甲基二甲氧基硅基、乙烯基二甲氧基硅基；

R₂、R₃、R₄、R₅相同或不同，彼此独立地选自氢原子、甲基、乙基、乙烯基、苯基、腈丙基、三氟丙基；m、n为0～200的整数，但不能同时为0；

所述硅油的结构如式2所示：

式2中，R₆相同或不同，彼此独立地选自烷基、芳基，R₇选自烷基、芳基、氢、聚醚链，X相同或不同，彼此独立地选自烷基、芳基、链烯基、氢、羟基、烷氧基、乙酰氧基、氯、聚醚链；m、n为0～200的整数，但不能同时为0。

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