JP4782968B2 - アルキル−またはアリール−ハロゲンシランの調製のためのケイ素粉末 - Google Patents

Description

【０００１】
【本発明の分野】
本発明は、３５０μｍより小さい粒度のケイ素粉末またはケイ素重合体に関するものであり、シリコーンの合成を目的としたアルキル−またはアリール−ハロゲンシランの製造に特に適合したものである。
【０００２】
【技術の現状】
ケイ素に対する、例えば塩化メチルなどのハロゲン化炭化水素の２５０と３５０℃の間での反応による、アルキル−またはアリール−ハロゲンシランの合成は、Ｅ．Ｇ．ＲＯＣＨＯＷに属する１９４５年に交付されたＵＳ２３８０９９５以来既知である。
【０００３】
この反応は、シリコーンの製造に関して重要な工業の発展に至った；該反応はしばしば、粉末ケイ素を用いた流動層の反応装置において、多くの場合３５０μｍより小さい粒度において行われる。約５０と３５０μｍの間に含まれる粒度の画分を利用することが、長年にわたって習慣となっており、粉末における大きさが５０μｍより小さいケイ素粒子の存在は、物質の損失と、反応装置の収量の低下の原因となってきた。このような粒度の断面の利用の例証として、例えば、４８メッシュ（３００μｍ）と３２５メッシュ（４５μｍ）の間の断面を推奨する、１９８６年に出願されたＵｎｉｏｎ Ｃａｒｂｉｄｅ社のＥＰ０１９１５０２、または実施例１と２で５０−３５０μｍの断面を示す、１９９８年に出願されたＰｅｃｈｉｎｅｙ Ｅｌｅｃｔｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｅ社のＥＰ０８９３４０８が挙げられる。
【０００４】
【本発明の目的】
本発明は、アルキル−またはアリール−ハロゲンシランの製造の為の、３５０μｍより小さい粒度のケイ素粉末またはケイ素重合体を目的としており、該ケイ素粉末またはケイ素重合体は、大きさが５μｍより小さい粒子の単位質量あたりの画分を３％未満、好ましくは２％未満含んでいる。
【０００５】
【本発明の詳細な説明】
本発明は、およそ５０−３５０μｍの粒度の断面を獲得するために篩にかけられたケイ素粉末のなかに、大きさが５μｍより小さい粒子が無視できない分量存在するという、出願人によって証明された事実に基づいている。
【０００６】
予想外の仕方で、実験により、５０μｍより小さい画分を分離するための粉末の篩い分けは、そこから最も細かい粒子、例えば５μｍより小さい画分を取り除くためには結局あまり性能が高くないことが示された。これらの非常に細かい粒子は、恐らくは生成物のコンディショニングの際に生成され、顕微鏡で粉末を観察することにより存在が確認される。
【０００７】
それらの質量における相対的な量の評価は、レーザー粒度分析によって測定することができる；ケイ素粉末のなかに、常にそれらの調製の仕方に関係なく、大きさが５μｍより小さい粒子の単位質量あたりの画分がおよそ少なくとも４％発見される。本出願人は、これらの非常に細かい粒子の含有量の除去または削減により、Ｒｏｃｈｏｗの反応の収量を向上させることができることも確認した。したがって、本発明はつまり、ケイ素粉末を主成分とした接触した塊を可能な限り効果的に使用するという目的において、ハロゲンシランの生成費用の大きな負担である、大きさが５μｍより小さい粒子の含有量を３％に、好ましくは２％未満に減少させることにある。
【０００８】
この結果を獲得するために、粉末の水による洗浄を利用することができるが、該粉末は、３５０μｍ未満に粉砕され、また場合によっては篩にかけられ、５０−３５０μｍの粒度の断面を獲得するものである。該洗浄の後には、選択的デカンテーション、ついで粉末の乾燥が続くが、該粉末は、水が出て行くのを容易にするための付随的な真空取り出しによって二層に分離されたものである。
【０００９】
この技術は、狭義の粒度の断面が５μｍであることを可能にし、大きさが５μｍより小さい残留性の画分の最終的な秤量は、０．５％に達することができる。
【００１０】
同様に最も細かい粒子の選択的消去のために、速度を落とされた気体の流れにおける粉末の分散も利用することができる。所望の断面の許容限度に応じて気体の速さを選ぶが、いずれにせよ層流状態で機能する。気体に関しては、安全性から、酸素を失った空気を選ぶことが好ましい。
【００１１】
【実施例】
比較例１
ハロゲンシランの実施に必要とされる明示に対応している、化学質の金属工学のケイ素を、アーク炉に準備した。
【００１２】
重合体は流れ、固まり、ついで３５０μｍより小さい粒度に粉砕された。
【００１３】
１ｋｇの生成物から五つのサンプルを採取した。
【００１４】
このタイプの粉末は通常は、性能を評価するために考案された装置で検査される。そのために、粉末４０ｇを触媒と混ぜ合わせ、混合物を攪拌装置が備わった直径３０ｍｍのガラス製の反応装置内に置く。気体のＣＨ₃Ｃｌの流れが、粉末を受け容れるガラス製ディスクを通して送られる。気体の流量は、３．６×１０^-3ｍ³／ｈで一定に保たれる。
【００１５】
反応性媒質の加熱および反応の開始後、システムは３００℃に保たれる。１２時間の反応の後、ジメチルジクロロシランで獲得される平均流量、並びに反応の生成物の全体におけるこの生成物の比率に注目する。
【００１６】
サンプルｎ^o１の粉末の粒度の質の評価について、二つの測定のタイプが実行された：
−レーザー粒度分析；
−前述されたテストと比べて単純化された検査であり、常温で、加熱せずに、触媒の付加なしで検査すべき粉末に直接作用し、また気体ＣＨ₃Ｃｌを窒素に替えるものである。
【００１７】
レーザー粒度分析は、５μｍより小さい大きさの細かいものを（重量で）５．５％検出した。
【００１８】
単純化された検査で、１２時間の処理の後、反応装置に残っていた生成物は回収され、計量された。初めの生成物４０ｇのうち、３７．２ｇしか残らず、すなわち７％の損失となる。
【００１９】
比較例２
サンプルＮ^o２は、比較例１の初めに調製されたものであるが、０−５０μｍの粒度の画分を分離するため、５０μｍの篩にかけられた。このように篩にかけられたサンプルに対し、レーザー粒度測定を実行し、大きさが５μｍより小さい細かいものを４．５％発見した。比較例１に記述された単純化された検査を行うために、粉末４０ｇを採取した。１２時間の処理の後、反応装置に残っていた生成物は回収され、計量された。初めの生成物４０ｇのうち、３７．８ｇしか残らず、すなわち５．５％の損失となる。
【００２０】
実施例１
サンプルｎ^o３は、３５０μｍより小さい粒度での、比較例１の初めに調製されたものであり、水１０リットルの中で洗浄された。つぎに、獲得された混合物を一時間の間二層に分離させておき、ついで残存する液体を取り除き、二層に分離された粉末は回収され、真空の赤外線ランプの下で乾燥される。このように洗浄された粉末に、レーザー粒度測定を実行し、大きさが５μｍより小さい細かいものを０．５％発見した。
【００２１】
この洗浄されたサンプルｎ^o３に対し、比較例１に記述された単純化された検査を行うため、粉末を４０ｇ採取した。１２時間の処理の後、反応装置に残っていた生成物は回収され、計量された。初めの生成物４０ｇのうち、３９．７ｇしか残らず、すなわち０．７５％の損失となる。
【００２２】
実施例２
サンプルｎ^o４は、比較例１の初めに調製されたものであるが、直径５０ｍｍおよび高さ５００ｍｍのチューブの上端に、一分ごとに１０ｇの割合で規則正しく投入することによって散らされたが、該チューブは、上昇する気体の流れが駆け巡るもので、該気体は一つの空気体積と二つの窒素体積から成り、その流量は、毎秒６０ｃｍ³に調整されている。
【００２３】
気体によって導かれた細かい微粒子がチューブの上端で出て行くことが確認された。チューブの下端に回収された粉末にレーザー粒度測定を実行し、大きさが５μｍより小さい細かいものを２％発見した。
【００２４】
該サンプルｎ^o４に対し、比較例１に記述された単純化された検査を行うため、粉末４０ｇを採取した。１２時間の処理の後、反応装置に残っていた生成物は回収され、計量された。初めの生成物４０ｇのうち、３９．０ｇ残り、すなわち２．５％の損失となる。
【００２５】
実施例３
サンプルｎ^o５は、５０μｍで篩にかけられ、５０−３５０μｍの粒度の画分の粉末が調製され、該粉末は、その後で実施例２に記述されている作業をもう一度おこなう為に利用される。
【００２６】
チューブの下端に回収された粉末に、レーザー粒度測定を実行し、大きさが５μｍより小さい細かいものを１％発見した。こうして処理された該サンプルｎ^o５に、比較例１に記述された単純化された検査を行うため、粉末４０ｇを採取した。１２時間の処理の後、反応装置に残っていた生成物は回収され、計量された。初めの生成物４０ｇのうち、３９．４ｇが残り、すなわち１．５％の損失となる。

Claims (12)

1. アルキル−またはアリール−ハロゲンシランの製造を目的とした、３５０μｍより小さい粒度であり、大きさが５μｍより小さい粒子の単位質量あたりの画分が３％未満であることによって特徴づけられる未使用ケイ素粉末またはケイ素重合体。
2. 未使用ケイ素粉末であり、大きさが５μｍより小さい粒子の単位質量あたりの画分が２％未満であることによって特徴づけられる、請求項１に記載の未使用ケイ素粉末。
3. ３５０μｍより小さい粒子への粉末の粉砕、水による洗浄、デカンテーション、および乾燥を含む、請求項１または２に記載の粉末の製造方法。
4. ３５０μｍ未満に粉砕された粉末が、５０μｍで篩にかけられて５０−３５０μｍの粒度の断面を獲得することを特徴とする、請求項３に記載の粉末の製造方法。
5. ３５０μｍより小さい粒子への粉末の粉砕、５０−３５０μｍの粒度の断面を獲得するための篩い分け、および層流状態の気体の流れにおける該粉末の分散を含む、請求項１または２に記載の粉末の製造方法。
6. 気体が酸素を失った空気であることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
7. ２５０と３５０℃の間の温度での、ハロゲン化炭化水素の３５０μｍより小さい粒度の未使用ケイ素粉末またはケイ素重合体との反応によるものであり、未使用ケイ素粉末またはケイ素重合体が、大きさが５μｍより小さい粒子の単位質量あたりの画分が３％未満であることを特徴とする、アルキル−またはアリール−ハロゲンシランの製造方法。
8. 大きさが５μｍより小さい粒子の単位質量あたりの画分が２％未満であることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 未使用ケイ素粉末またはケイ素重合体が、３５０μｍより小さい粒子への粉末の粉砕、水による洗浄、デカンテーション、および乾燥を含む方法により獲得されることを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
10. ３５０μｍ未満に粉砕された粉末が、５０μｍで篩にかけられて５０−３５０μｍの粒度の断面を獲得することを特徴とする、請求項９に記載の方法。
11. 未使用ケイ素粉末またはケイ素重合体が、３５０μｍより小さい粒子への粉末の粉砕、５０−３５０μｍの粒度の断面を獲得するための篩い分け、および層流状態の気体の流れにおける該粉末の分散を含む方法により獲得されることを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
12. 気体が酸素を失った空気であることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。