CN113234226A - 一种羟基硅油的纯化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种羟基硅油的纯化方法，包括以下步骤：步骤一、将羟基硅油用溶剂进行稀释，得到混合溶液；步骤二、将混合溶液离心分离，留取上层液；步骤三、将上层液通入填装有吸附材料的吸附柱，进行吸附柱层析分离，得到羟基硅油溶液；步骤四、将羟基硅油溶液进行蒸馏以去除溶剂，得到纯化后的羟基硅油。本发明方法过程简单、实施方便，大大降低了羟基硅油提纯的成本，适用于工业化生产。

Description

一种羟基硅油的纯化方法

技术领域

本发明属于化学提纯技术领域，具体涉及一种羟基硅油的纯化方法。

背景技术

羟基硅油是端基为羟基的线性聚二甲基硅氧烷，油状液体，无味、无毒、不易挥发的液体，沸点205℃。羟基硅油不溶于水、甲醇、二醇和乙氧基乙醇，可与苯、二甲醚、甲基乙基酮、四氯化碳或煤油互溶，稍溶于丙酮、二恶烷、乙醇和丁醇。羟基硅油具有良好的化学稳定性、绝缘性、疏水性能，得到了广泛的应用，羟基硅油的制备一般采用硅氢加成法，该方法制备的羟基硅油不仅纯度不高，而且因催化剂氯铂酸在使用过程中一部分会流失到产品中去，残留在羟基硅油中的铂金属很难被去除，导致产品性能不稳定，影响产品质量。

我国大多采用静置加减压蒸馏方式进行提纯，此工艺不但能耗高，生产周期长，而且除杂不彻底，出液品质不稳定，影响产品质量。中国专利CN105968362A公布了一种羟基硅油纯化方法及装置，该方法对合成羟基硅油的反应物使用陶瓷膜进行过滤，得到的渗透液就是经过纯化后的羟基硅油，这种膜分离纯化技术，虽然具有能耗低、环境友好、分离效率高等特点，但成本比较高，很难大规模工业化使用。因此需要开发一种经济可行、使用方便、产品纯度高的羟基硅油纯化方法。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种羟基硅油的纯化方法，能低成本、快速高效的去除硅氢加成法制备的羟基硅油中铂金属及其它杂质，得到高纯度羟基硅油。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种羟基硅油的纯化方法，包括以下步骤：

步骤一、将羟基硅油用溶剂进行稀释，得到混合溶液；

步骤二、将混合溶液离心分离，留取上层液；

步骤三、将上层液通入填装有吸附材料的吸附柱，进行吸附柱层析分离，得到羟基硅油溶液；

步骤四、将羟基硅油溶液进行蒸馏以去除溶剂，得到纯化后的羟基硅油。

优选的，步骤一中，所述溶剂为苯、二氯甲烷、甲基乙基酮和四氯甲烷中的一种或几种。

优选的，步骤一中，羟基硅油与溶剂的体积比为1:(0.5-3)。

优选的，步骤二中，所述离心分离在30℃-80℃条件下进行。

优选的，步骤三中，所述吸附材料为苯乙烯树脂、硫脲树脂和活性炭中的一种或几种。

优选的，步骤三中，所述的吸附柱层析分离采用固定床或浮动床。

优选的，步骤三中，所述吸附柱为碳钢衬胶、碳钢衬PE、玻璃钢吸附柱、304不锈钢吸附柱、316L不锈钢吸附柱或双向不锈钢吸附柱。

优选的，步骤三中，上层液在常温下以1-10BV/h流速通入填装有吸附剂的吸附柱。

优选的，步骤四中，所述蒸馏的温度比溶剂沸点高3℃-8℃。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明首先将羟基硅油用溶剂进行稀释，然后采用离心分离与化学吸附相结合的工艺，有效的去除羟基硅油中铂金属及其它固体杂质、离子杂质，最终制得高纯度、无色透明、性能稳定的羟基硅油。经本工艺处理后的羟基硅油的浊度去除率达到了99％以上，透光率达到98％以上，在室外放置一年以上性能无变化。本发明的方法过程简单、实施方便，大大降低了羟基硅油提纯的成本，适用于工业化生产。

进一步的，离心分离在加热条件下进行，加热可降低羟基硅油的粘度，使固-液得到有效分离，去除固体杂质。

附图说明

图1是去除羟基硅油中杂质纯化方法的流程图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

如图1，本发明去除羟基硅油中杂质的纯化方法，包括以下步骤：

步骤一、将羟基硅油用溶剂按体积比为1:(0.5-3)进行稀释，得到混合溶液；

步骤二、将混合溶液在一定温度下离心分离，去除沉淀在下层的大分子铂金属及固体杂质，留取上层液；

步骤三、将取得的上层液，在常温下以1-10BV/h流速通入填装有吸附剂的吸附柱中，对羟基硅油进行吸附；

步骤四、将吸附后的羟基硅油溶液进行加热蒸馏去除溶剂，得到无色透明的羟基硅油。

所述溶剂为苯、二氯甲烷、甲基乙基酮和四氯甲烷中的一种或几种。

所述的离心分离温度在30℃-80℃之间，转速为4000rad/min，时间为20min。

所述吸附材料为苯乙烯树脂、硫脲树脂和活性炭中的一种或几种。

所述的吸附过程采用固定床吸附或浮动床吸附。

所述吸附柱为碳钢衬胶、碳钢衬PE、玻璃钢吸附柱、304不锈钢吸附柱、316L不锈钢吸附柱或双向不锈钢吸附柱。

所述步骤四中的蒸馏温度为大于溶剂沸点3℃-8℃。

作为本发明的优选条件，以下实施例选用二氯甲烷或甲基乙基酮作为溶剂，其中二氯甲烷的沸点为39.8℃；甲基乙基酮的沸点为79.6℃；

实施例1：

一种去除羟基硅油中杂质的纯化方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：将羟基硅油用二氯甲烷按体积比1：0.5进行稀释，得到混合溶液；

步骤二：将混合溶液在35℃下，以转速为4000rad/min离心分离20min，除去沉淀在下层的大分子铂金属及固体杂质，留取上层液；

步骤三：在常温下，将取得的上层液以2BV/h通过填装有含苯乙烯树脂的吸附柱进行固定床吸附过程，去除溶液中离子型的铂金属及其它杂质；

步骤四：将吸附后的羟基硅油溶液在45℃条件下进行加热蒸馏去除二氯甲烷，得到透明的羟基硅油，该羟基硅油浊度去除率达到了90％以上，透光率达到87％以上。

实施例2：

一种去除羟基硅油中杂质的纯化方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：将羟基硅油用甲基乙基酮按体积比1：1进行稀释，得到混合溶液；

步骤二：将混合溶液在75℃下，以转速为4000rad/min离心分离20min，除去沉淀在下层的大分子铂金属及固体杂质，留取上层液；

步骤三：在常温下，将取得的上层液以2BV/h通过填装有含活性炭树脂的吸附柱进行固定床吸附过程，去除溶液中离子型的铂金属及其它杂质；

步骤四：将吸附后的羟基硅油溶液在85℃条件下进行加热蒸馏去除甲基乙基酮，得到无色透明高纯度羟基硅油。该羟基硅油浊度去除率达到了99％以上，透光率达到98％以上。

实施例3：

一种去除羟基硅油中杂质的纯化方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：将羟基硅油用二氯甲烷按体积比1：0.5进行稀释，得到混合溶液；

步骤二：将混合溶液在35℃下，以转速为4000rad/min离心分离20min，除去沉淀在下层的大分子铂金属及固体杂质，留取上层液；

步骤三：在常温下，将取得的上层液以1BV/h通过填装有含活性炭的吸附柱进行固定床吸附过程，去除溶液中离子型的铂金属及其它杂质；

步骤四：将吸附后的羟基硅油溶液在45℃条件下进行加热蒸馏去除二氯甲烷，得到透明的羟基硅油。该羟基硅油浊度去除率达到了95％以上，透光率达到92％以上。

实施例4：

一种去除羟基硅油中杂质的纯化方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：将羟基硅油用二氯甲烷按体积比1：1进行稀释，得到混合溶液；

步骤二：将混合溶液在35℃下，以转速为4000rad/min离心分离20min，除去沉淀在下层的大分子铂金属及固体杂质，留取上层液；

步骤三：在常温下，将取得的上层液以5BV/h通过填装有含活性炭的吸附柱进行固定床吸附过程，去除溶液中离子型的铂金属及其它杂质；

步骤四：将吸附后的羟基硅油溶液在45℃条件下进行加热蒸馏去除二氯甲烷，得到无色透明高纯度羟基硅油。该羟基硅油浊度去除率达到了99％以上，透光率达到98％以上。

实施例5：

一种去除羟基硅油中杂质的纯化方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：将羟基硅油用二氯甲烷按体积比1：1进行稀释，得到混合溶液；

步骤二：将混合溶液在35℃下，以转速为4000rad/min离心分离20min，除去沉淀在下层的大分子铂金属及固体杂质，留取上层液；

步骤三：在常温下，将取得的上层液以5BV/h通过填装有含硫脲树脂的吸附柱进行固定床吸附过程，去除溶液中离子型的铂金属及其它杂质；

步骤四：将吸附后的羟基硅油溶液在45℃条件下进行加热蒸馏去除二氯甲烷，得到无色透明高纯度羟基硅油。该羟基硅油浊度去除率达到了99％以上，透光率达到98％以上。

实施例6：

一种去除羟基硅油中杂质的纯化方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：将羟基硅油用二氯甲烷按体积比1：2进行稀释，得到混合溶液；

步骤二：将混合溶液在35℃下，以转速为4000rad/min离心分离20min，除去沉淀在下层的大分子铂金属及固体杂质，留取上层液；

步骤三：在常温下，将取得的上层液以8BV/h通过填装有含硫脲树脂的吸附柱进行固定床吸附过程，去除溶液中离子型的铂金属及其它杂质；

步骤四：将吸附后的羟基硅油溶液在45℃条件下进行加热蒸馏去除二氯甲烷，得到无色透明高纯度羟基硅油。该羟基硅油浊度去除率达到了99％以上，透光率达到98％以上。

实施例7：

一种去除羟基硅油中杂质的纯化方法，该方法包括如下步骤：

步骤一：将羟基硅油用二氯甲烷按体积比1：3进行稀释，得到混合溶液；

步骤二：将混合溶液在35℃下，以转速为4000rad/min离心分离20min，除去沉淀在下层的大分子铂金属及固体杂质，留取上层液；

步骤三：在常温下，将取得的上层液以10BV/h通过填装有含硫脲树脂的吸附柱进行固定床吸附过程，去除溶液中离子型的铂金属及其它杂质；

步骤四：将吸附后的羟基硅油溶液在45℃条件下进行加热蒸馏去除二氯甲烷，得到无色透明高纯度羟基硅油。该羟基硅油浊度去除率达到了99％以上，透光率达到98％以上。

对比例1

将羟基硅油直接通过填装有含硫脲树脂的吸附柱进行固定床吸附过程，以去除铂金属及其它杂质，但是由于羟基硅油粘度很大，导致无法顺利通过吸附柱，纯化失败。

对比例2

将羟基硅油加热到90℃，使羟基硅油粘度降低，并离心去除大颗粒杂质，再采用吸附柱吸附，但是由于吸附柱无法承受高温，因此，需要羟基硅油降温后再采用吸附柱吸附，但是降温后，羟基硅油粘度又增大，还是无法顺利通过吸附柱，纯化失败。

对比例1和2是本发明的前期工作，前期工作中首先考虑采用吸附柱吸附去除杂质，但是实验失败，原因在于羟基硅油粘度太大，无法顺利通过吸附柱。然后又考虑通过加热的方式降低粘度，但是降温后过吸附柱时粘度又增大，还是未能成功纯化。最后，想到通过添加溶剂的方式降低粘度，但是溶剂的选择也是关键问题，溶剂即要能溶解羟基硅油又不能与之产生反应，且为了后期去除时不增加大的成本，需要选择沸点较低的溶剂，本发明通过大量的研究最终选择了苯、二氯甲烷、甲基乙基酮和四氯甲烷这四种溶剂，除此之外，溶剂的用量也是关键问题，溶剂用量太小的话，无法将羟基硅油粘度降低到合适值，达不到固-液分离效果，不能有效去除固体杂质。溶剂用量太大的话，后期去除溶剂的成本会提高，且可能会导致最终的产品由于溶剂去除不完全而品质降低，通过综合考虑及大量研究，得到最终的溶剂用量。

本发明还对溶剂用量及离心温度进行了实验，羟基硅油在不同条件下的离心效果见表1。

表1羟基硅油在不同条件下的离心效果

表1结果表明加入溶剂稀释与不加溶剂相比，固液分离效果提高，且溶剂量增加时能进一步提高分离效果，同时表明，其他条件相同情况下，在加热条件下离心比常温下离心效果更好，因此本发明最终确定在加热且加入溶剂的条件下进行分离，然后再进行柱吸附分离。

Claims (9)

1.一种羟基硅油的纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将羟基硅油用溶剂进行稀释，得到混合溶液；

步骤二、将混合溶液离心分离，留取上层液；

步骤三、将上层液通入填装有吸附材料的吸附柱，进行吸附柱层析分离，得到羟基硅油溶液；

步骤四、将羟基硅油溶液进行蒸馏以去除溶剂，得到纯化后的羟基硅油。

2.根据权利要求1所述的羟基硅油的纯化方法，其特征在于，步骤一中，所述溶剂为苯、二氯甲烷、甲基乙基酮和四氯甲烷中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的羟基硅油的纯化方法，其特征在于，步骤一中，羟基硅油与溶剂的体积比为1:(0.5-3)。

4.根据权利要求1所述的羟基硅油的纯化方法，其特征在于，步骤二中，所述离心分离在30℃-80℃条件下进行。

5.根据权利要求1所述的羟基硅油的纯化方法，其特征在于，步骤三中，所述吸附材料为苯乙烯树脂、硫脲树脂和活性炭中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的羟基硅油的纯化方法，其特征在于，步骤三中，所述的吸附柱层析分离采用固定床或浮动床。

7.根据权利要求1所述的羟基硅油的纯化方法，其特征在于，步骤三中，所述吸附柱为碳钢衬胶、碳钢衬PE、玻璃钢吸附柱、304不锈钢吸附柱、316L不锈钢吸附柱或双向不锈钢吸附柱。

8.根据权利要求1所述的羟基硅油的纯化方法，其特征在于，步骤三中，上层液在常温下以1-10BV/h流速通入填装有吸附剂的吸附柱。

9.根据权利要求1所述的羟基硅油的纯化方法，其特征在于，步骤四中，所述蒸馏的温度比溶剂沸点高3℃-8℃。

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