JPH06321957A - Production of trialkoxysilane - Google Patents
Production of trialkoxysilaneInfo
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- JPH06321957A JPH06321957A JP5132962A JP13296293A JPH06321957A JP H06321957 A JPH06321957 A JP H06321957A JP 5132962 A JP5132962 A JP 5132962A JP 13296293 A JP13296293 A JP 13296293A JP H06321957 A JPH06321957 A JP H06321957A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はシランカップリング材等
の原料として有用なトリアルコキシシランの効率的な製
造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an efficient method for producing trialkoxysilane useful as a raw material for silane coupling materials and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】アルコキシシランは、各種シランカップ
リング剤や、絶縁薄膜の原材料等として有用であり、特
にトリアルコキシシランは分子内にSiH結合を有し、
しかもモノアルコキシシラン、ジアルコキシシランに比
べて化学的に安定であるところから、その需要性は高
く、安価で効率の良い製造法が求められている。2. Description of the Related Art Alkoxysilanes are useful as various silane coupling agents and raw materials for insulating thin films. Trialkoxysilanes have SiH bonds in their molecules.
Moreover, since it is chemically more stable than monoalkoxysilane and dialkoxysilane, there is a demand for a highly costly and efficient production method.
【0003】従来、トリアルコキシシランの製造法とし
ては、クロロシラン類と低級アルキルアルコールを原料
とする方法が知られているが、クロロシラン類がコスト
高である上、目的とするアルコキシシランの他に塩酸が
副生するため、生成物の精製が困難で、かつ反応装置が
腐食する等の欠点があった。Conventionally, as a method for producing trialkoxysilane, a method using chlorosilanes and lower alkyl alcohols as raw materials has been known. However, chlorosilanes are expensive and, in addition to the desired alkoxysilane, hydrochloric acid. As a by-product, it is difficult to purify the product, and the reaction apparatus is corroded.
【0004】一方、金属珪素とアルキルアルコールとを
反応させる直接法と呼ばれる方法が知られており、この
方法は、例えば銅触媒の存在下に気相または液相で行わ
れている。この反応は一段反応で目的とするトリアルコ
キシランが製造出来るため、工業的及び経済的に有利な
方法と言えるが、珪素転化率が低いという大きな問題が
あり、また多量の未反応の金属珪素が産業廃棄物として
排出されるため、環境面でも問題がある。On the other hand, a method called a direct method for reacting metallic silicon with an alkyl alcohol is known, and this method is carried out in a gas phase or a liquid phase in the presence of a copper catalyst, for example. This reaction can be said to be an industrially and economically advantageous method because the target trialkoxylane can be produced by a one-step reaction, but there is a big problem that the silicon conversion rate is low, and a large amount of unreacted metallic silicon is generated. Since it is discharged as industrial waste, there is an environmental problem.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上記のよ
うな問題点に鑑み、金属珪素の転化率が高く、未反応の
金属珪素の量を低減させ、産業廃棄物の排出を抑制し、
環境面でも改善されたトリアルコキシランの製造方法に
ついて鋭意研究した結果、本発明を完成した。In view of the above problems, the present inventors have a high conversion rate of metallic silicon, reduce the amount of unreacted metallic silicon, and suppress the discharge of industrial waste. ,
The present invention has been completed as a result of earnest research on a method for producing trialkoxylane which is also improved in terms of environment.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、金属珪素と炭
素数1〜4のアルコールとを反応させてトリアルコキシ
ランを製造するに際し、反応をアルミニウムおよび/ま
たはアルミニウム化合物の存在下に行うことを特徴とす
るトリアルコキシシランの製造方法である。According to the present invention, when a trialkoxysilane is produced by reacting metallic silicon with an alcohol having 1 to 4 carbon atoms, the reaction is carried out in the presence of aluminum and / or an aluminum compound. And a method for producing trialkoxysilane.
【0007】本発明方法において原料の一つとして使用
される金属珪素については格別制限されるものではない
が、純度80重量%以上のものが好適である。また金属
珪素中に含まれる不純物の種類および量についても格別
制限されるものではく、例えばAl、Fe、Ca等を不
純物としてそれぞれ1重量%まで含有していてもよい。
また、フッ酸等で洗浄したものを用いてもよい。The metallic silicon used as one of the raw materials in the method of the present invention is not particularly limited, but one having a purity of 80% by weight or more is preferable. Further, the type and amount of impurities contained in the metallic silicon are not particularly limited, and for example, Al, Fe, Ca, etc. may be contained up to 1% by weight as impurities.
Alternatively, it may be washed with hydrofluoric acid or the like.
【0008】金属珪素の形状は粒状が好適であり、粒径
は特に限定されるものではないが、通常、平均粒径2mm
以下が好ましく、更に好ましくは平均粒径25〜500
μm、特に好ましくは平均粒径50〜300μmであ
る。The shape of metallic silicon is preferably granular, and the particle size is not particularly limited, but usually the average particle size is 2 mm.
The following is preferable, and the average particle diameter is more preferably 25 to 500.
μm, and particularly preferably, the average particle size is 50 to 300 μm.
【0009】もう一つの原料である低級アルキルアルコ
ールとしては、直鎖状あるいは分岐状のいずれでもよ
く、具体的にはメタノール、エタノール、n−プロパノ
ール、iso −プロパノ−ル、n−ブタノ−ル、sec −ブ
タノ−ル、iso −ブタノール、tert−ブタノールがあ
り、メタノール、エタノールが好ましく、これらの内で
もエタノールが特に好ましい。The lower alkyl alcohol, which is another raw material, may be linear or branched, and specifically, methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, There are sec-butanol, iso-butanol, and tert-butanol, methanol and ethanol are preferable, and among these, ethanol is particularly preferable.
【0010】低級アルキルアルコールは純度95重量%
以上が好ましく、脱水剤を処理することにより水分の含
有量を2000ppm 以下、更に好ましくは500ppm 以
下としたものが好ましい。Lower alkyl alcohol has a purity of 95% by weight.
The above is preferable, and it is preferable that the water content is reduced to 2000 ppm or less, more preferably 500 ppm or less by treating with a dehydrating agent.
【0011】低級アルキルアルコールの反応系への供給
速度は、金属珪素1モルに対し、低級アルキルアルコー
ル10〜1,000ミリモル/hrが好ましく、更に好
ましくは50〜500ミリモル/hrである。1,00
0ミリモル/hrを超えると未反応の低級アルキルアル
コールが増加し、また金属珪素転化率の低下につなが
り、経済的とは言えず、あまり少なくても金属珪素転化
率が低下する恐れがある。The supply rate of the lower alkyl alcohol to the reaction system is preferably 10 to 1,000 mmol / hr of the lower alkyl alcohol, and more preferably 50 to 500 mmol / hr, to 1 mol of metal silicon. 1,00
If it exceeds 0 mmol / hr, the amount of unreacted lower alkyl alcohol increases and the conversion rate of metal silicon decreases, which is not economical, and if it is too small, the conversion rate of metal silicon may decrease.
【0012】低級アルキルアルコールは単独で供給して
も、希釈ガスにより希釈して供給してもよい。希釈ガス
としては、原料やトリアルコキシシランと反応しないも
のであれば特に限定されるものではなく、例えば窒素、
アルゴン、水素等が挙げられる。The lower alkyl alcohol may be supplied alone or diluted with a diluent gas and supplied. The diluent gas is not particularly limited as long as it does not react with the raw material or trialkoxysilane, and for example, nitrogen,
Examples thereof include argon and hydrogen.
【0013】本発明における触媒としては、銅触媒、亜
鉛触媒、ニッケル触媒等、通常用いられる触媒のいずれ
もが使用でき、特に限定するものではないが、銅触媒が
特に好ましい。具体例としては塩化第一銅、塩化第二
銅、臭化銅、沃化銅、弗化銅、炭酸銅、硫酸銅、酢酸
銅、蓚酸銅、チオシアン酸銅等の銅塩、あるいは水酸化
第一銅,水酸化第二銅、シアン化銅、硫化銅、酸化銅等
の銅含有無機化合物、メチル銅、エチル銅などの有機銅
化合物、または金属銅が挙げられる。As the catalyst in the present invention, any of commonly used catalysts such as a copper catalyst, a zinc catalyst and a nickel catalyst can be used and is not particularly limited, but a copper catalyst is particularly preferable. Specific examples include cuprous chloride, cupric chloride, copper bromide, copper iodide, copper fluoride, copper carbonate, copper sulfate, copper acetate, copper oxalate, copper thiocyanate, and the like, or hydroxide salts. Examples thereof include copper-containing inorganic compounds such as cuprous, cupric hydroxide, copper cyanide, copper sulfide, and copper oxide, organic copper compounds such as methyl copper and ethyl copper, or metallic copper.
【0014】上記の内でも、塩化第一銅が更に好まし
く、特に湿式法で製造された塩化第一銅(以下、湿式法
塩化第一銅という)が好ましい。Of the above, cuprous chloride is more preferable, and cuprous chloride produced by a wet method (hereinafter referred to as wet-type cuprous chloride) is particularly preferable.
【0015】湿式法塩化第一銅とは、溶媒中の塩化第一
銅を晶析し、分離、乾燥することにより製造された塩化
第一銅である。具体的には、例えば、塩化第二銅水溶液
中に銅片を加えて塩化第一銅として晶析させ、これを分
離後、乾燥することにより製造されたもの、あるいは硫
酸銅、塩酸、銅および食塩を用いて溶解反応させること
により生成した塩化第一銅を晶析させ、これを分離後、
乾燥することにより製造されたもの等が挙げられる。こ
の湿式法塩化第一銅は、乾式法により製造された塩化第
一銅、すなわち金属銅と塩素ガスを原料に用いて製造さ
れた塩化第一銅とは明確に区別されている。The wet process cuprous chloride is cuprous chloride produced by crystallizing cuprous chloride in a solvent, separating and drying. Specifically, for example, copper pieces are added to an aqueous solution of cupric chloride to be crystallized as cuprous chloride, which is separated by drying and then produced, or copper sulfate, hydrochloric acid, copper and The cuprous chloride produced by the dissolution reaction with sodium chloride is crystallized, and after separation,
Examples include those produced by drying. This wet process cuprous chloride is clearly distinguished from cuprous chloride produced by the dry process, that is, cuprous chloride produced using metallic copper and chlorine gas as raw materials.
【0016】触媒の純度は90重量%以上が好ましい。
90重量%未満では、金属珪素転化率の低下につながる
恐れがある。The purity of the catalyst is preferably 90% by weight or more.
If it is less than 90% by weight, the conversion rate of metallic silicon may be lowered.
【0017】触媒の粒径は40μm未満が好ましく、更
に好ましくは2μm未満である。40μm以上では反応
速度の低下をもたらすことがあり、これは金属珪素の転
化率の低下にもつながる。The particle size of the catalyst is preferably less than 40 μm, more preferably less than 2 μm. When it is 40 μm or more, the reaction rate may be lowered, which also leads to a decrease in the conversion rate of metallic silicon.
【0018】触媒は、製造条件により粒度を自由に調整
することが出来るが、あまり細かすぎると製造工程にお
ける晶析と乾燥工程の効率が悪く、また粒子の表面が
熱、水分等により失活してしまう場合があるので、特に
好適な方法としては、湿式法塩化第一銅の粒径を20μ
m以上になるように製造した後に、ボールミル等により
2μm未満の粒径に粉砕する方法が挙げられる。粉砕は
水分の少ない空気中で行うのが好ましく、更に好ましく
は窒素中で行うとよい。The particle size of the catalyst can be adjusted freely depending on the production conditions, but if it is too fine, the efficiency of the crystallization and drying steps in the production process will be poor, and the surface of the particles will be deactivated by heat, moisture, etc. Therefore, as a particularly preferable method, the particle size of wet-type cuprous chloride is set to 20 μm.
A method of pulverizing to a particle size of less than 2 μm with a ball mill or the like after manufacturing the product to have a particle size of m or more is mentioned. The crushing is preferably carried out in air having a low water content, more preferably in nitrogen.
【0019】触媒の供給方法は、金属珪素とは別個に反
応系へ供給するのが一般的であるが、事前に金属珪素と
混合しても、あるいは金属珪素をこれに担持させたもの
を供給してもよい。The catalyst is generally supplied to the reaction system separately from metallic silicon, but the catalyst may be mixed with metallic silicon in advance, or metallic silicon supported on the metallic silicon may be supplied. You may.
【0020】触媒は、金属珪素と共に活性化して反応系
に供給するのが好ましい。活性化方法としては、100
℃〜600℃、特に好ましくは130℃〜230℃で加
熱処理するのが好ましい。100℃未満では活性化する
のに時間を要し効率的とはいえず、600℃を超えると
触媒作用の失活につながる恐れがある。また活性化は、
液相反応の場合を例にとると、溶媒に添加する前に行っ
ても、また不活性ガスを通常吹き込みながら溶媒中で行
ってもよい。The catalyst is preferably activated together with metallic silicon and supplied to the reaction system. The activation method is 100
C. to 600.degree. C., particularly preferably 130.degree. C. to 230.degree. C., is preferable. If the temperature is lower than 100 ° C., it takes time to activate and cannot be said to be efficient. If the temperature exceeds 600 ° C., the catalytic action may be deactivated. Also activation is
Taking the case of a liquid phase reaction as an example, it may be carried out before addition to the solvent or may be carried out in the solvent while normally blowing an inert gas.
【0021】触媒の使用量は、金属珪素100重量部に
対して0.5重量部〜50重量部が好ましく、更に好ま
しくは5重量部〜30重量部である。0.5重量部未満
あるいは50重量部を超えると、共に珪素転化率の低下
につながる恐れがある。The amount of the catalyst used is preferably 0.5 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of metallic silicon. If it is less than 0.5 parts by weight or more than 50 parts by weight, both of them may lead to a decrease in silicon conversion rate.
【0022】本発明において、金属珪素中に不純物とし
て存在するアルミニウム系不純物とは別に、反応系に存
在させるべきアルミニウムまたは/およびアルミニウム
化合物(以下単に、アルミニウム類と総称する)として
は、金属アルミニウム、Si、Mg、Caとのアルミニ
ウム合金等のアルミニウム金属、塩化アルミニウム、臭
化アルミニウム、弗化アルミニウム、沃化アルミニウム
等のハロゲン化アルミニウム、炭酸アルミニウム、硫酸
アルミニウム等のアルミニウム塩、水酸化アルミニウ
ム、硫化アルミニウム等のアルミニウム含有の無機化合
物、酢酸アルミニウム、蓚酸アルミニウム、トリアルコ
キシアルミニウム等のアルミニウム含有の有機化合物等
が挙げられ、特に金属アルミニウム、アルミニウム合金
等のアルミニウム金属が好ましい。またアルミニウム類
は1種でもまた2種以上を併用してもよい。In the present invention, in addition to aluminum-based impurities present as impurities in metallic silicon, aluminum and / or aluminum compounds (hereinafter simply referred to as aluminums) to be present in the reaction system are metallic aluminum, Aluminum metal such as aluminum alloy with Si, Mg and Ca, aluminum halide such as aluminum chloride, aluminum bromide, aluminum fluoride and aluminum iodide, aluminum salt such as aluminum carbonate and aluminum sulfate, aluminum hydroxide and aluminum sulfide. And aluminum-containing inorganic compounds such as aluminum acetate, aluminum oxalate, trialkoxyaluminum, and other aluminum-containing organic compounds, and particularly aluminum metal such as aluminum metal and aluminum alloy. It is preferred. The aluminums may be used alone or in combination of two or more.
【0023】アルミニウム類は、金属珪素100重量部
に対して、0.01〜10重量部が好ましく、更に好ま
しくは0.1〜2重量部である。0.01重量部未満あ
るいは10重量部を超えると、共に珪素転化率が低下す
る恐れがある。The amount of aluminums is preferably 0.01 to 10 parts by weight, more preferably 0.1 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of metallic silicon. If it is less than 0.01 parts by weight or more than 10 parts by weight, the silicon conversion rate may decrease.
【0024】また、アルミニウム類がアルミニウム合金
の場合、アルミニウムの含有率は50重量%以上が好ま
しく、更に好ましくは85重量%以上である。When the aluminum is an aluminum alloy, the content of aluminum is preferably 50% by weight or more, more preferably 85% by weight or more.
【0025】アルミニウム類は反応系に単独で供給して
も、また金属珪素あるいは触媒と混合して供給してもよ
い。Aluminum may be supplied to the reaction system alone, or may be supplied as a mixture with metallic silicon or a catalyst.
【0026】本発明の反応は気相でも液相でも行える
が、液相が特に好ましい。以下、液相反応を例にして本
発明を具体的に説明する。The reaction of the present invention can be carried out in a gas phase or a liquid phase, but the liquid phase is particularly preferable. Hereinafter, the present invention will be specifically described by taking a liquid phase reaction as an example.
【0027】反応器は金属珪素が良好な分散状態に保た
れるものであれば形状を問うものではない。反応器の外
部に冷却又は加熱用外部ジャケットを備えていてもよ
く、また、伝熱を良くするために反応器内部にフィン、
コイル等を備えたものでも良い。通常、反応器は反応原
料である珪素原料及びアルコールを供給する管、生成し
たトリアルコキシシランを主成分とし、その他の副生す
る珪素化合物や未反応アルコールを含有する反応液の排
出管、および反応後の残査の排出口を備えている。ま
た、反応器の材質としては、石英管、ガラス管、金属管
等を使用することが出来、特に限定されるものではな
い。The reactor may be of any shape as long as the metallic silicon is kept in a good dispersed state. An external jacket for cooling or heating may be provided outside the reactor, and fins may be provided inside the reactor to improve heat transfer.
It may be provided with a coil or the like. Usually, the reactor is equipped with a pipe for supplying a silicon raw material as a reaction raw material and an alcohol, a discharge pipe for a reaction liquid containing the produced trialkoxysilane as a main component and containing other by-produced silicon compounds and unreacted alcohol, and a reaction liquid. It is equipped with a discharge port for the remaining residue. Further, as the material of the reactor, a quartz tube, a glass tube, a metal tube or the like can be used and is not particularly limited.
【0028】また、反応方式は、金属珪素および触媒を
最初に全量仕込むバッチ方式でも、また反応中に連続的
に供給する連続式のどちらでも良い。The reaction system may be either a batch system in which the entire amount of metallic silicon and the catalyst are initially charged, or a continuous system in which the metal silicon and the catalyst are continuously supplied during the reaction.
【0029】液相で行う場合、溶媒が使用される。溶媒
は、金属珪素、触媒およびトリアルコキシシランと反応
しない不活性なものならば特に限定されるものではない
が、沸点が高温で安定な溶媒が好ましい。例えば、オク
タン、デカン、ドデカン、テトラデカン、ヘキサデカ
ン、オクタデカン、エイコサン等のパラフィン系炭化水
素、ジエチルベンゼン、トリメチルベンゼン、シメン、
ブチルベンゼン、ブチルトルエン、オクチルベンゼン、
ドデシルベンゼン等のアルキルベンゼン系炭化水素また
はその水素化物、ジフェニル、ジフェニルエーテル、モ
ノエチルジフェニル、ジエチルジフェニル、トリエチル
ジフェニル等のジフェニル系炭化水素またはその水素化
物、アルキルナフタリン系炭化水素またはその水素化
物、トリフェニル系炭化水素またはその水素化物等が挙
げられる。これらの内でも、アルキルベンゼン系炭化水
素が好ましく、特にドデシルベンゼン系が好ましい。こ
れらの溶媒は1種でもまた2種以上を組合せて用いても
良い。When carried out in the liquid phase, a solvent is used. The solvent is not particularly limited as long as it is an inert one that does not react with metallic silicon, a catalyst and trialkoxysilane, but a solvent having a high boiling point and stable is preferable. For example, paraffin hydrocarbons such as octane, decane, dodecane, tetradecane, hexadecane, octadecane, eicosane, diethylbenzene, trimethylbenzene, cymene,
Butylbenzene, butyltoluene, octylbenzene,
Alkylbenzene hydrocarbon such as dodecylbenzene or its hydride, diphenyl hydrocarbon such as diphenyl, diphenyl ether, monoethyldiphenyl, diethyldiphenyl, triethyldiphenyl or its hydride, alkylnaphthalene hydrocarbon or its hydride, triphenyl Hydrocarbon or its hydride etc. are mentioned. Of these, alkylbenzene hydrocarbons are preferable, and dodecylbenzene hydrocarbons are particularly preferable. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
【0030】金属珪素と溶媒の好適な割合は、溶媒1リ
ットルに対して金属珪素0.1Kg〜1Kgが好まし
く、更に好ましくは0.3Kg〜0.7Kgである。A suitable ratio of metallic silicon to the solvent is preferably 0.1 kg to 1 kg of metallic silicon, and more preferably 0.3 kg to 0.7 kg, per liter of the solvent.
【0031】本発明の反応温度は100℃〜300℃が
好ましく、特に好ましくは150℃〜230℃である。
100℃未満では金属珪素転化率の低下につながり、ま
た300℃を超えると低級アルキルアルコールが金属珪
素や触媒との接触により分解して発生した水分による触
媒の失活につながる恐れがある。The reaction temperature of the present invention is preferably 100 ° C to 300 ° C, particularly preferably 150 ° C to 230 ° C.
If it is less than 100 ° C, the conversion rate of metallic silicon may be lowered, and if it exceeds 300 ° C, the lower alkyl alcohol may be decomposed by contact with metallic silicon and the catalyst to cause deactivation of the catalyst.
【0032】本発明の反応は常圧、加圧または減圧のい
ずれで行っても良いが,装置が簡単であり経済的で有利
であるという点で常圧が望ましい.The reaction of the present invention may be carried out at atmospheric pressure, elevated pressure or reduced pressure, but atmospheric pressure is preferred from the viewpoint that the apparatus is simple and economical and advantageous.
【0033】本発明で得られるトリアルコキシシラン
は、原料として使用する低級アルキルアルコールに対応
したアルコキシ基を有しており、具体的にはトリメトキ
シシラン、トリエトキシシラン、トリ−n−プロポキシ
シラン、トリイソプロポキシシラン、トリ−n−ブトキ
シシラン、トリ−sec −ブトキシシラン、トリイソブト
キシシラン、トリ−tert−ブトキシシラン等が挙げら
れ、本発明で製造されるトリアルコキシシランとして更
に好適なものはトリメトキシシラン、トリエトキシシラ
ンであり、トリエトキシシランが最適である。The trialkoxysilane obtained in the present invention has an alkoxy group corresponding to the lower alkyl alcohol used as a raw material. Specifically, trimethoxysilane, triethoxysilane, tri-n-propoxysilane, Triisopropoxysilane, tri-n-butoxysilane, tri-sec-butoxysilane, triisobutoxysilane, tri-tert-butoxysilane and the like can be mentioned, and more preferable examples of the trialkoxysilane produced in the present invention are Trimethoxysilane and triethoxysilane, with triethoxysilane being most suitable.
【0034】本発明による反応生成液は、高濃度のトリ
アルコキシシランを含有し、その他にテトラアルコキシ
シランその他の副反応生成物や未反応アルコールを含ん
でいるが、目的物であるトリアルコキシシランはこの反
応生成液から蒸留その他常法に従って容易に分離取得す
ることが出来る。The reaction product solution according to the present invention contains a high concentration of trialkoxysilane, and also contains tetraalkoxysilane and other side reaction products and unreacted alcohol. It can be easily separated and obtained from this reaction product liquid by distillation or another conventional method.
【0035】トリアルコキシシランを分離取得した後の
反応溶媒は、反応中に生成した銅粉と未反応金属珪素に
より赤褐色のスラリー状をなしているが、本発明方法に
よれば、未反応金属珪素が殆ど残らないため、反応残渣
が少量であり、濾過や遠心分離等により容易にこれを分
離することが出来る。分離した固形分反応残渣は殆どが
銅粉であり、未反応金属珪素はごく僅かである。また濾
過して回収した溶媒は再使用可能である。The reaction solvent after the trialkoxysilane is separated and obtained is in the form of a reddish brown slurry due to the copper powder produced during the reaction and the unreacted metallic silicon, but according to the method of the present invention, the unreacted metallic silicon is used. The reaction residue is small and can be easily separated by filtration or centrifugation. Most of the separated solid content reaction residue is copper powder, and the amount of unreacted metallic silicon is very small. The solvent recovered by filtration can be reused.
【0036】[0036]
【実施例】次に、本発明を実施例および比較例を挙げて
説明する。なお、本明細書におけるトリアルコキシシラ
ンの選択率および金属珪素転化率は、下記の式で算出さ
れる値である。 ・トリアルコキシシラン選択率(モル%)=〔(トリア
ルコキシシランのモル数)/(トリアルコキシシランの
モル数+テトラアルコキシシランのモル数)〕×100 ・金属珪素転化率(wt%)=100−〔(反応残査中の
金属珪素の重量)/(仕込んだ金属珪素の重量)〕×1
00EXAMPLES Next, the present invention will be described with reference to Examples and Comparative Examples. The selectivity of trialkoxysilane and the conversion rate of metal silicon in the present specification are values calculated by the following formulas. Trialkoxysilane selectivity (mol%) = [(mol of trialkoxysilane) / (mol of trialkoxysilane + mol of tetraalkoxysilane)] × 100 Metallic silicon conversion (wt%) = 100 -[(Weight of metallic silicon in reaction residue) / (weight of charged metallic silicon)] x 1
00
【0037】実施例1 原料吹き込み管、温度計、攪拌機、冷却器および冷却液
出口を備えた500mlガラス製反応器に、溶媒として
ドデシルベンゼン300mlを仕込み、金属珪素(珪素
含有率98.9重量%、アルミニウム含有率0.38重
量%、鉄含有率0.43重量% 平均粒径100μm)
150g、湿式法塩化第一銅(純度95%)15gおよ
びアルミニウム粉1gを仕込んだ。次いで、窒素を供給
(30ml/min)しながら、撹拌混合下、200℃
で10時間加熱して触媒の活性化処理を行った。なお、
上記の湿式法塩化第一銅としては、硫酸銅、塩酸、銅お
よび食塩を溶解反応させて塩化第一銅を晶析させた後、
これを分離、乾燥することにより固体状の塩化第一銅を
取得し、さらにボールミルによって粒径0.06〜1.
48μmとしたものを使用した。Example 1 A 500 ml glass reactor equipped with a raw material blowing pipe, a thermometer, a stirrer, a cooler and a cooling liquid outlet was charged with 300 ml of dodecylbenzene as a solvent, and metallic silicon (silicon content 99.8% by weight). , Aluminum content 0.38% by weight, iron content 0.43% by weight average particle size 100 μm)
150 g, wet method cuprous chloride (purity 95%) 15 g and aluminum powder 1 g were charged. Next, while supplying nitrogen (30 ml / min), stirring and mixing at 200 ° C.
The catalyst was activated by heating for 10 hours. In addition,
As the above wet method cuprous chloride, after copper sulfate, hydrochloric acid, copper and sodium chloride are dissolved and reacted to crystallize cuprous chloride,
This is separated and dried to obtain solid cuprous chloride, and the particle size is 0.06 to 1.
The one having a size of 48 μm was used.
【0038】次いで、反応器の温度を180℃に保ち、
撹拌混合下、窒素を供給しながら(30ml/mi
n)、吹込み管より、気化したエタノール50g/hr
を溶媒中に供給して反応させた。Then, the temperature of the reactor was kept at 180 ° C.,
While stirring and mixing, while supplying nitrogen (30 ml / mi
n), 50 g / hr of vaporized ethanol from the blowing tube
Was fed into the solvent and reacted.
【0039】反応開始後5分して冷却器から生成液が溜
出し始めた。溜出して来る生成液の組成をガスクロマト
グラフィーにより分析し、その組成の経時的変化を観察
し、エタノールの組成が100%になった時点をもって
反応終了とした。Five minutes after the start of the reaction, the product solution started to distill out from the cooler. The composition of the product solution that distilled out was analyzed by gas chromatography, and the change with time of the composition was observed. The reaction was terminated when the composition of ethanol reached 100%.
【0040】反応を開始してから23時間後に反応は終
了し、目的物であるトリエトキシシランを含有する反応
生成液を取得した。取得した全生成液の組成の分析結果
と、これに基づくトリエトキシシランの選択率および珪
素転化率を表1に示す。After 23 hours from the start of the reaction, the reaction was completed and a reaction product liquid containing the target product, triethoxysilane, was obtained. Table 1 shows the analysis results of the composition of all the obtained product solutions, and the triethoxysilane selectivity and silicon conversion rate based on the analysis results.
【0041】[0041]
【表1】 [Table 1]
【0042】トリアルコキシシランを分離取得後の反応
器内容物は赤褐色のスラリー状で、濾過して取得した固
形分反応残渣は殆どが銅粉であり、未反応珪素は極くわ
ずかであった。濾過して回収した溶媒は無色透明で再使
用可能であった。The content of the reactor after the trialkoxysilane was separated and obtained was in the form of a reddish brown slurry, the solid content reaction residue obtained by filtration was mostly copper powder, and the amount of unreacted silicon was very small. The solvent collected by filtration was colorless and transparent and could be reused.
【0043】実施例2 アルミニウム粉に代えて、アルミニウムシリコン(Si
含有率10wt%)1gを用いた以外は、実施例1と同
様にして反応を行った。反応は31時間で終了した。Example 2 Instead of aluminum powder, aluminum silicon (Si
The reaction was performed in the same manner as in Example 1 except that 1 g of the content rate of 10 wt%) was used. The reaction was completed in 31 hours.
【0044】取得した全生成液の組成の分析結果と、こ
れに基づくトリエトキシシランの選択率および珪素転化
率を表1に示す。Table 1 shows the analysis results of the composition of all the obtained product solutions, and the triethoxysilane selectivity and silicon conversion rate based on the analysis results.
【0045】実施例3 アルミニウムシリコンの使用量を0.5gを用いた以外
は、実施例2と同様にして反応を行った。反応は23時
間で終了した。Example 3 A reaction was carried out in the same manner as in Example 2 except that the amount of aluminum silicon used was 0.5 g. The reaction was completed in 23 hours.
【0046】取得した全生成液の組成の分析結果と、こ
れに基づくトリエトキシシランの選択率および珪素転化
率を表1に示す。Table 1 shows the analysis results of the composition of all the obtained product liquids, and the triethoxysilane selectivity and silicon conversion ratio based on the analysis results.
【0047】比較例1 アルミニウム粉を添加しなかった以外は、実施例1と同
様にして反応を行った。反応は23時間で終了した。Comparative Example 1 The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that aluminum powder was not added. The reaction was completed in 23 hours.
【0048】取得した全生成液の組成の分析結果と、こ
れに基づくトリエトキシシランの選択率および金属珪素
転化率を表1に示す。Table 1 shows the analysis results of the composition of all the obtained product liquids, and the selectivity of triethoxysilane and the conversion rate of metal silicon based on the analysis results.
【0049】[0049]
【発明の効果】本発明は、触媒の存在下に金属珪素と炭
素数1〜4のアルコールを反応させてトリアルコキシシ
ランを製造するに際し、金属珪素中に含まれるアルミニ
ウ系不純物以外のアルミニウムまたは/およびアルミニ
ウム化合物の存在下に反応させることにより、金属珪素
の転化率が高く、従って、未反応の金属珪素の量を低減
させ、産業廃棄物の排出を抑制し、環境面でも改善され
たトリアルコキシランの製造方法である。INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, when a trialkoxysilane is produced by reacting metallic silicon with an alcohol having 1 to 4 carbon atoms in the presence of a catalyst, aluminum other than aluminium-based impurities contained in metallic silicon or / And the presence of an aluminum compound, the conversion rate of metallic silicon is high. Therefore, the amount of unreacted metallic silicon is reduced, the emission of industrial waste is suppressed, and the environment-improved trialkoxy is improved. It is a method of manufacturing orchids.
Claims (1)
のアルキルアルコールを反応させてトリアルコキシシラ
ンを製造するに際し、金属珪素中に含まれるアルミニウ
ム系不純物以外のアルミニウムまたは/およびアルミニ
ウム化合物の存在下に反応を行うことを特徴とするトリ
アルコキシシランの製造方法。1. Metal silicon and a carbon number of 1 to 4 in the presence of a catalyst.
When a trialkoxysilane is produced by reacting the alkyl alcohol of 1., the reaction is carried out in the presence of aluminum or / and an aluminum compound other than aluminum-based impurities contained in metallic silicon. .
Priority Applications (5)
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---|---|---|---|
JP5132962A JP2906918B2 (en) | 1993-05-11 | 1993-05-11 | Method for producing trialkoxysilane |
US08/229,921 US5362897A (en) | 1993-04-30 | 1994-04-19 | Process for producing trialkoxysilanes |
GB9407788A GB2277518B (en) | 1993-04-30 | 1994-04-20 | Process for producing trialkoxysilanes |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06321957A true JPH06321957A (en) | 1994-11-22 |
JP2906918B2 JP2906918B2 (en) | 1999-06-21 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP (1) | JP2906918B2 (en) |
-
1993
- 1993-05-11 JP JP5132962A patent/JP2906918B2/en not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
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Kim et al. | Kim et al.(45) Date of Patent: Mar. 8, 2016 |
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