KR101338225B1 - 메틸클로로실란의 직접합성법에서 부산물로 생성되는 고비점 잔류물의 재분배 방법 - Google Patents
메틸클로로실란의 직접합성법에서 부산물로 생성되는 고비점 잔류물의 재분배 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101338225B1 KR101338225B1 KR1020110110203A KR20110110203A KR101338225B1 KR 101338225 B1 KR101338225 B1 KR 101338225B1 KR 1020110110203 A KR1020110110203 A KR 1020110110203A KR 20110110203 A KR20110110203 A KR 20110110203A KR 101338225 B1 KR101338225 B1 KR 101338225B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- boiling point
- high boiling
- reaction
- direct synthesis
- redistribution
- Prior art date
Links
- 238000009835 boiling Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N chloro(methyl)silane Chemical class C[SiH2]Cl YGZSVWMBUCGDCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 14
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims description 13
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 title claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 42
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 25
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 21
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 claims abstract description 7
- KTQYJQFGNYHXMB-UHFFFAOYSA-N dichloro(methyl)silicon Chemical compound C[Si](Cl)Cl KTQYJQFGNYHXMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000005048 methyldichlorosilane Substances 0.000 claims description 13
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 8
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 8
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M Potassium chloride Chemical compound [Cl-].[K+] WCUXLLCKKVVCTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 6
- QABCGOSYZHCPGN-UHFFFAOYSA-N chloro(dimethyl)silicon Chemical compound C[Si](C)Cl QABCGOSYZHCPGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 229910008045 Si-Si Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910006411 Si—Si Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 4
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical group Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 3
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000002841 Lewis acid Substances 0.000 claims description 2
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 2
- ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L copper(II) chloride Chemical compound Cl[Cu]Cl ORTQZVOHEJQUHG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 150000007517 lewis acids Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000001103 potassium chloride Substances 0.000 claims description 2
- 235000011164 potassium chloride Nutrition 0.000 claims description 2
- IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N chlorotrimethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)Cl IJOOHPMOJXWVHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N dimethyldichlorosilane Chemical compound C[Si](C)(Cl)Cl LIKFHECYJZWXFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 16
- 239000005051 trimethylchlorosilane Substances 0.000 abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 55
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 24
- 239000005055 methyl trichlorosilane Substances 0.000 description 9
- JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N methyltrichlorosilane Chemical compound C[Si](Cl)(Cl)Cl JLUFWMXJHAVVNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- RBHJBMIOOPYDBQ-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide;propan-2-one Chemical compound O=C=O.CC(C)=O RBHJBMIOOPYDBQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 5
- SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N chlorosilicon Chemical compound Cl[Si] SLLGVCUQYRMELA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HNRMPXKDFBEGFZ-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethylbutane Chemical compound CCC(C)(C)C HNRMPXKDFBEGFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N chloromethane Chemical compound ClC NEHMKBQYUWJMIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N isopentane Chemical compound CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001367 organochlorosilanes Chemical class 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000011369 resultant mixture Substances 0.000 description 2
- -1 silicon metalloid Chemical class 0.000 description 2
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002808 Si–O–Si Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- AVDUEHWPPXIAEB-UHFFFAOYSA-N chloro-ethyl-dimethylsilane Chemical compound CC[Si](C)(C)Cl AVDUEHWPPXIAEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical compound Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- PFMKUUJQLUQKHT-UHFFFAOYSA-N dichloro(ethyl)silicon Chemical compound CC[Si](Cl)Cl PFMKUUJQLUQKHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNECSTWRDNQOLT-UHFFFAOYSA-N dichloro-ethyl-methylsilane Chemical compound CC[Si](C)(Cl)Cl PNECSTWRDNQOLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N disilane Chemical compound [SiH3][SiH3] PZPGRFITIJYNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940050176 methyl chloride Drugs 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N tetramethylsilane Chemical compound C[Si](C)(C)C CZDYPVPMEAXLPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/12—Organo silicon halides
- C07F7/121—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20
- C07F7/125—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20 by reactions involving both Si-C and Si-halogen linkages, the Si-C and Si-halogen linkages can be to the same or to different Si atoms, e.g. redistribution reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
- B01J21/02—Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
- C07F7/02—Silicon compounds
- C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
- C07F7/12—Organo silicon halides
- C07F7/121—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20
- C07F7/123—Preparation or treatment not provided for in C07F7/14, C07F7/16 or C07F7/20 by reactions involving the formation of Si-halogen linkages
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
Abstract
본 발명은 메틸클로로실란을 직접합성법에 의해 제조하는 공정 중 생성된, 1기압 하에서 70℃ 이상의 고비점을 갖는 실리콘 잔류물을 재분배하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 촉매의 존재 하에서 상기 고비점 실리콘 잔류물을 활성 수소 함유 실란과 고온에서 반응시킴으로써 디메틸디클로로실란(Me2SiCl2) 및 트리메틸클로로실란(Me3SiCl)의 함량이 증가된 메틸클로로실란 혼합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 메틸클로로실란을 직접합성법에 의해 제조하는 공정 중 생성된, 1기압 하에서 70℃ 이상의 고비점을 갖는 실리콘 잔류물을 재분배하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 촉매의 존재 하에서 상기 고비점 실리콘 잔류물을 활성 수소 함유 실란과 고온에서 반응시킴으로써 디메틸디클로로실란(Me2SiCl2) 및 트리메틸클로로실란(Me3SiCl)의 함량이 증가된 메틸클로로실란 혼합물을 제조하는 방법에 관한 것이다.
직접합성법(direct synthesis)(또는 “직접법” 이라고도 한다)은 유기클로로실란의 제조방법으로 널리 알려져 있으며, 예를 들면 미국특허 2,380,995호 및 2,488,487호 등의 특허문헌에 기술되어 있다. 이러한 직접합성법에서는 반응생성물인 오가노클로로실란 중 비등점이 1 기압하에서 70℃ 이상인 고비점 실리콘 잔류물이 수득된다. 이러한 고비점 실리콘 잔류물은, 예를 들면 분자내에 Si-Si, Si-O-Si 또는 Si-C-Si 결합을 갖는 고비점의 규소 함유 화합물 등을 포함하는 혼합물이다.
통상의 직접합성법 공정에서는 이러한 고비점 실리콘 잔류물이 상당량 생성된다(생성 물질 총량의 약 5 중량% 수준). 따라서 고비점 실리콘 잔류물을 상업적으로 유용한 물질로 전환시켜 폐기물을 줄이고 원료 활용도를 향상시키는 기술이 제안되어 왔다.
미국특허 5,430,168호에는 고비점 실리콘 잔류물과 메틸트리클로로실란(MeSiCl3)을 반응물로 하여, AlCl3 촉매 하에서 수소가스를 투입하여 디메틸디클로로실란(Me2SiCl2) 및 디메틸클로로실란(Me2SiHCl)을 생성하는 방법이 개시되어 있다.
미국특허 5,627,298호에는 고비점 실리콘 잔류물과 유기트리클로로실란을 반응물로 하여, AlCl3 촉매 하에서 염화수소가스를 투입하여 메틸트리클로로실란(MeSiCl3)과 실리콘테트라클로라이드(SiCl4)를 생성하는 방법이 개시되어 있다.
미국특허 5,175,329호에는 고비점 실리콘 잔류물과 유기트리클로로실란을 반응물로 하여, Pd/C와 Al2O3 촉매 하에서 수소가스와 반응하여 디메틸디클로로실란(Me2SiCl2)을 생성하는 방법이 개시되어 있다.
미국특허 5,629,438호에는 고비점 실리콘 잔류물과 트리메틸클로로실란(Me3SiCl) 그리고 메틸디클로로실란(MeSiHCl2)을 반응물로 하여, AlCl3 촉매 하에서 염화수소가스를 투입하여 디메틸디클로로실란(Me2SiCl2) 및 메틸트리클로로실란(MeSiCl3)을 생성하는 방법이 개시되어 있다.
미국특허 5,922,893호에는 염화수소와 아민 또는 아마이드 촉매를 이용하여 다이실란을 모노실란으로 재분배하는 방법이 개시되어 있다.
그러나 상기한 종래기술들에서처럼 수소나 염화수소가스를 이용하여 고비점 실리콘 잔류물을 재분배하는 경우, 활성 수소를 함유한 메틸디클로로실란(MeSiHCl2)이 상당량 생성되는데, 메틸디클로로실란(MeSiHCl2)은 현재 시장에서 공급 과잉물로 간주되어 그 상업적 가치가 낮고, 또한 그 활성으로 인하여 저장 위험성 및 활용가치도 떨어진다. 따라서 수소나 염화수소가스를 이용하지 않고도 고비점 실리콘 잔류물을 재분배를 통해 활성 수소를 함유하지 않은 유용한 모노머인 메틸트리클로로실란(MeSiCl3), 디메틸디클로로실란(Me2SiCl2) 및 트리메틸클로로실란(Me3SiCl)의 생성을 향상시킬 수 있는 기술개발이 요청되고 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술들의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 본 발명의 목적은, 메틸클로로실란을 직접합성법에 의해 제조하는 공정 중 생성되는 고비점 실리콘 잔류물을 재분배함에 있어서, 수소나 염화수소가스를 이용하지 않고도 유용한 모노머인 메틸트리클로로실란(M1), 디메틸디클로로실란(M2) 및 트리메틸클로로실란(M3)의 생성을 향상시킬 수 있는 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하고자 본 발명은, 메틸클로로실란을 직접합성법에 의해 제조하는 공정 중 생성된, 1기압 하에서 70℃ 이상의 끓는점을 갖는 고비점 실리콘 잔류물을 촉매의 존재 하에서 활성 수소 함유 실란과 반응시키는 것을 특징으로 하는, 고비점 실리콘 잔류물의 재분배 방법을 제공한다.
본 발명의 고비점 실리콘 잔류물 재분배 방법에 따르면, 메틸클로로실란의 직접합성법에서 부산물로 생성되는 고비점 실리콘 잔류물로부터 메틸트리클로로실란(M1), 디메틸디클로로실란(M2) 및 트리메틸클로로실란(M3) 등의 유용한 모노머를 우수한 효율로 수득할 수 있고, 또한 직접합성법의 다른 부산물인, 활성수소를 함유한 실란을 포함하는 저비점 물질 혼합물을 반응물로 활용할 수 있어 폐기물을 줄이고 원료 활용도를 향상시킬 수 있다.
이하에서, 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 재분배 방법에서 사용되는 고비점 실리콘 잔류물은 직접합성법으로 메틸클로로실란을 제조하는 공정 중에 부산물로서 생성된 것으로, 1기압 하에서 70℃ 이상의 고비점을 갖는다. 고비점 실리콘 잔류물이 생성되는 직접합성법은 통상 알려진 것으로 이에 대한 특별한 제한은 없으며, 예컨대 유기클로라이드와 규소 메탈로이드를 반응시킨 후 그 반응 생성물을 증류하여 메틸클로로실란과 같은 유기클로로실란을 제조하는 공정을 포함한다.
본 발명의 일 구체예에 따르면, 고비점 실리콘 잔류물은 디메틸디클로로실란(Me2SiCl2), 디클로로에틸실란(EtSiHCl2), 디메틸에틸클로로실란(Me2EtSiCl), 에틸메틸디클로로실란(MeEtSiCl2) 과 같은 메틸클로로실란을 소량(예컨대, 고비점 실리콘 잔류물 총 중량에 대해 메틸클로로실란 총함량 8~12중량%, 예컨대 약 10중량%) 포함하고, (CH3)aSi2Cl(6-a)(여기서 a는 2~5)와 같이 Si-Si 결합을 갖는 화합물 및 (CH3)Cl2SiCH2SiCl2(CH3)와 같이 Si-C-Si 결합을 갖는 화합물을 다량(예컨대, 고비점 실리콘 잔류물 총 중량에 대해 Si-Si 결합 또는 Si-C-Si 결합을 갖는 화합물 총함량 88~92중량%, 예컨대 약 90중량%)포함한다.
본 발명의 재분배 방법에서 사용되는 활성 수소 함유 실란으로는 예컨대, 메틸디클로로실란(MeSiHCl2), 디메틸클로로실란(Me2SiHCl) 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다. 사용되는 활성 수소 함유 실란의 양은 고비점 실리콘 잔류물 100 중량부에 대하여 5~60 중량부 수준인 것이 바람직하며, 10~55 중량부가 보다 바람직하다. 활성 수소 함유 실란의 양이 지나치게 적으면 메틸트리클로로실란(M1), 디메틸디클로로실란(M2) 및 트리메틸클로로실란(M3) 등의 유용한 모노머 생성이 충분치 않을 수 있고, 지나치게 많으면 고비점 실리콘 잔류물의 재분배 효율이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다.
활성 수소 함유 실란으로서 상기한 화합물들을 재분배 반응기에 직접 투입할 수도 있고, 다르게는 이들을 포함하는 혼합물을 투입할 수도 있다. 본 발명의 일 구체예에 따르면, 활성 수소 함유 실란의 공급원으로서 직접합성법으로 메틸클로로실란을 제조하는 공정 중에 부산물로서 생성된, 1기압 하에서 42℃ 이하의 비점을 갖는 저비점 물질 혼합물을 사용할 수 있다. 이러한 저비점 물질 혼합물은 메틸디클로로실란(MeSiHCl2) 및 디메틸클로로실란(Me2SiHCl)을 포함하며, 추가로 메틸 클로라이드(CH3Cl), 테트라메틸실란(Me4Si), 2-메틸부탄, 2,2-디메틸부탄 등을 포함한다. 저비점 물질 혼합물 내의 메틸디클로로실란 함량은 예컨대 저비점 물질 혼합물 총중량의 5~15중량%일 수 있고, 디메틸클로로실란 함량은 예컨대 10~40중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 재분배 방법에서는 활성 수소 함유 실란으로서, 메틸디클로로실란을 단독으로 사용할 수도 있고, 상기 저비점 물질 혼합물을 단독으로 사용할 수도 있으며, 이들 양자를 함께 사용할 수도 있다.
본 발명의 재분배 방법에서는 촉매로서 예컨대 루이스 산을 사용할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구체예에서는 촉매로서 알루미늄 트리클로라이드(AlCl3), 염화구리(CuCl2), 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 염화칼슘(CaCl2), 붕산(boric acid) 등을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 알루미늄 트리클로라이드를 사용할 수 있다. 사용되는 촉매의 양은 고비점 실리콘 잔류물과 활성 수소 함유 실란을 포함하는 반응 혼합물 총량 100 중량부에 대하여 5~25 중량부 수준인 것이 바람직하다. 촉매의 양이 지나치게 적으면 재분배 반응이 충분치 않을 수 있고, 지나치게 많으면 반응 후의 잔량처리시 흐름성에 문제점이 있을 수 있다.
공정 효율 및 경제성을 고려하였을 때, 본 발명에 따른 재분배 방법은 바람직하게는 온도 130~200℃ 및 압력 5~20기압 하에서 1~12시간 동안 수행되며, 보다 바람직하게는 온도 150~170℃ 및 압력 7~13기압 하에서 4~8시간 동안 수행된다. 본 발명의 재분배 방법에서는 가열가압이 가능하고 교반기가 설치된 배치식 반응기라면 제한없이 사용가능하다.
본 발명의 재분배 방법은 수소나 염화수소가스를 이용하지 않고도 80% 이상, 바람직하게는 85% 이상의 고비점 실리콘 잔류물 전환율을 나타내며, 그에 따라 얻어진 결과 혼합물은 메틸트리클로로실란(M1), 디메틸디클로로실란(M2) 및 트리메틸클로로실란(M3) 등의 유용한 모노머 성분을 70중량% 이상, 예컨대 70~90중량% 수준의 높은 함량으로 포함한다. 본 발명의 일 구체예에 따라 얻어진 결과 혼합물은, 결과 혼합물 총 중량에 대하여 15~40중량%의 메틸트리클로로실란(M1), 40~60중량%의 디메틸디클로로실란(M2) 및 2~10중량%의 트리메틸클로로실란(M3)을 포함한다.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
비교예
메틸클로로실란의 직접합성 제조공정에서 생성된, 1기압 하에서 70℃ 이상의 끓는점을 갖는 하기 표 1 조성의 고비점 실리콘 잔류물 50g과 AlCl3 5g을 교반기가 설치된 전기가열방식의 오토클레이브에 투입하였다. 조성 분석을 위하여 반응전 혼합물 시료를 채취하였다. 그 후, 반응온도를 165℃로 세팅하고, 교반속도를 100rpm으로 하였다. 반응온도가 165℃, 압력이 10기압에 도달한 후부터 총 5시간 동안 반응을 진행하였다. 반응 종료 후, 오토클레이브를 드라이아이스-아세톤 혼합 수조에 담궈 -30℃ 이하로 냉각하였다. 이 후 오토클레이브에서 시료를 채취하였다. 채취한 반응 전/후 시료는 TCD(Thermal Conductivity Detector) 방식 GC로 분석하였다. 반응 전/후 시료 분석 결과를 표 2에 나타내었다(제시된 성분들 이외의 성분에 대한 분석결과는 나타내지 않음).
[표 1] 직접합성법에 의한 고비점 실리콘 잔류물 (단위: 중량%)
[표 2] 비교예 반응 전/후 시료 분석결과 (단위: 중량%)
1) 전환율 = [반응전 고비점 물질(1기압 하에서 70℃ 이상의 비점을 갖는 물질) 함량 반응후 고비점 물질 함량]/[반응전 고비점 물질 함량] x 100
실시예
1
상기 표 1 조성의 고비점 실리콘 잔류물 40g, 메틸디클로로실란(MeHSiCl2) 10g 및 AlCl3 5g을 교반기가 설치된 전기가열방식의 오토클레이브에 투입하였다. 조성 분석을 위하여 반응전 혼합물 시료를 채취하였다. 그 후, 반응온도를 165℃로 세팅하고, 교반속도를 100rpm으로 하였다. 반응온도가 165℃, 압력이 10기압에 도달한 후부터 총 5시간 동안 반응을 진행하였다. 반응 종료 후, 오토클레이브를 드라이아이스-아세톤 혼합 수조에 담궈 -30℃ 이하로 냉각하였다. 이 후 오토클레이브에서 시료를 채취하였다. 채취한 반응 전/후 시료는 TCD 방식 GC로 분석하였다. 반응 전/후 시료 분석 결과를 표 3에 나타내었다(제시된 성분들 이외의 성분에 대한 분석결과는 나타내지 않음).
[표 3] 실시예 1 반응 전/후 시료 분석결과 (단위: 중량%)
실시예
2
상기 표 1 조성의 고비점 실리콘 잔류물 40g, 메틸클로로실란의 직접합성 제조공정에서 생성된 1기압 하에서 42℃ 이하의 끓는점을 갖는 하기 표 4 조성의 저비점 물질 혼합물 10g 및 AlCl3 5g을 교반기가 설치된 전기가열방식의 오토클레이브에 투입하였다. 조성 분석을 위하여 반응전 혼합물 시료를 채취하였다. 그 후, 반응온도를 165℃로 세팅하고, 교반속도를 100rpm으로 하였다. 반응온도가 165℃, 압력이 7기압에 도달한 후부터 총 5시간 동안 반응을 진행하였다. 반응 종료 후, 오토클레이브를 드라이아이스-아세톤 혼합 수조에 담궈 -30℃ 이하로 냉각하였다. 이 후 오토클레이브에서 시료를 채취하였다. 채취한 반응 전/후 시료는 TCD 방식 GC로 분석하였다. 반응 전/후 시료 분석 결과를 표 5에 나타내었다(제시된 성분들 이외의 성분에 대한 분석결과는 나타내지 않음).
[표 4] 직접합성법에 의한 저비점 물질 혼합물 (단위: 중량%)
[표 5] 실시예 2 반응 전/후 시료 분석결과 (단위: 중량%)
실시예
3
상기 표 1 조성의 고비점 실리콘 잔류물 40g, 상기 표 4 조성의 저비점 물질 혼합물 20g 및 AlCl3 6g을 교반기가 설치된 전기가열방식의 오토클레이브에 투입하였다. 조성 분석을 위하여 반응전 혼합물 시료를 채취하였다. 그 후, 반응온도를 165℃로 세팅하고, 교반속도를 100rpm으로 하였다. 반응온도가 165℃, 압력이 10기압에 도달한 후부터 총 5시간 동안 반응을 진행하였다. 반응 종료 후, 오토클레이브를 드라이아이스-아세톤 혼합 수조에 담궈 -30℃ 이하로 냉각하였다. 이 후 오토클레이브에서 시료를 채취하였다. 채취한 반응 전/후 시료는 TCD 방식 GC로 분석하였다. 반응 전/후 시료 분석 결과를 표 6에 나타내었다(제시된 성분들 이외의 성분에 대한 분석결과는 나타내지 않음).
[표 6] 실시예 3 반응 전/후 시료 분석결과 (단위: 중량%)
실시예
4
상기 표 1 조성의 고비점 실리콘 잔류물 40g, 상기 표 4 조성의 저비점 물질 혼합물 10g, 메틸디클로로실란 15g 및 AlCl3 9.8g을 교반기가 설치된 전기가열방식의 오토클레이브에 투입하였다. 조성 분석을 위하여 반응전 혼합물 시료를 채취하였다. 그 후, 반응온도를 165℃로 세팅하고, 교반속도를 100rpm으로 하였다. 반응온도가 165℃, 압력이 13기압에 도달한 후부터 총 5시간 동안 반응을 진행하였다. 반응 종료 후, 오토클레이브를 드라이아이스-아세톤 혼합 수조에 담궈 -30℃ 이하로 냉각하였다. 이 후 오토클레이브에서 시료를 채취하였다. 채취한 반응 전/후 시료는 TCD 방식 GC로 분석하였다. 반응 전/후 시료 분석 결과를 표 7에 나타내었다(제시된 성분들 이외의 성분에 대한 분석결과는 나타내지 않음).
[표 7] 실시예 4 반응 전/후 시료 분석결과 (단위: 중량%)
실시예
5
상기 표 1 조성의 고비점 실리콘 잔류물 40g, 상기 표 4 조성의 저비점 물질 혼합물 15g, 메틸디클로로실란 15g 및 AlCl3 10.5g을 교반기가 설치된 전기가열방식의 오토클레이브에 투입하였다. 조성 분석을 위하여 반응전 혼합물 시료를 채취하였다. 그 후, 반응온도를 165℃로 세팅하고, 교반속도를 100rpm으로 하였다. 반응온도가 165℃, 압력이 13기압에 도달한 후부터 총 5시간 동안 반응을 진행하였다. 반응 종료 후, 오토클레이브를 드라이아이스-아세톤 혼합 수조에 담궈 -30℃ 이하로 냉각하였다. 이 후 오토클레이브에서 시료를 채취하였다. 채취한 반응 전/후 시료는 TCD 방식 GC로 분석하였다. 반응 전/후 시료 분석 결과를 표 8에 나타내었다(제시된 성분들 이외의 성분에 대한 분석결과는 나타내지 않음).
[표 8] 실시예 5 반응 전/후 시료 분석결과 (단위: 중량%)
Claims (10)
- 메틸클로로실란을 직접합성법에 의해 제조하는 공정 중 생성된, 1기압 하에서 70℃ 이상의 끓는점을 갖는 고비점 실리콘 잔류물을, 촉매의 존재 하에서, 메틸디클로로실란, 디메틸클로로실란 또는 이들의 혼합물인 활성 수소 함유 실란과 130~200℃에서 반응시키는 것을 특징으로 하는, 고비점 실리콘 잔류물의 재분배 방법.
- 제1항에 있어서, 고비점 실리콘 잔류물이 메틸클로로실란, Si-Si 결합을 갖는 화합물 및 Si-C-Si 결합을 갖는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 고비점 실리콘 잔류물의 재분배 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 활성 수소 함유 실란 공급원으로서 직접합성법으로 메틸클로로실란을 제조하는 공정 중에 부산물로서 생성된, 1기압 하에서 42℃ 이하의 비점을 갖는 저비점 물질 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는, 고비점 실리콘 잔류물의 재분배 방법.
- 제1항에 있어서, 활성 수소 함유 실란으로서 메틸디클로로실란을 사용하는 것을 특징으로 하는, 고비점 실리콘 잔류물의 재분배 방법.
- 제1항에 있어서, 활성 수소 함유 실란으로서 메틸디클로로실란 및 직접합성법으로 메틸클로로실란을 제조하는 공정 중에 부산물로서 생성된, 1기압 하에서 42℃ 이하의 비점을 갖는 저비점 물질 혼합물을 함께 사용하는 것을 특징으로 하는, 고비점 실리콘 잔류물의 재분배 방법.
- 제1항에 있어서, 촉매가 루이스 산인 것을 특징으로 하는, 고비점 실리콘 잔류물의 재분배 방법.
- 제1항에 있어서, 촉매가 알루미늄 트리클로라이드(AlCl3), 염화구리(CuCl2), 염화나트륨(NaCl), 염화칼륨(KCl), 염화칼슘(CaCl2), 붕산(boric acid) 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 고비점 실리콘 잔류물의 재분배 방법.
- 삭제
- 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 수소나 염화수소가스를 사용하지 않는 것을 특징으로 하는, 고비점 실리콘 잔류물의 재분배 방법.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110110203A KR101338225B1 (ko) | 2011-10-26 | 2011-10-26 | 메틸클로로실란의 직접합성법에서 부산물로 생성되는 고비점 잔류물의 재분배 방법 |
| PCT/KR2011/010238 WO2013062178A1 (ko) | 2011-10-26 | 2011-12-28 | 메틸클로로실란의 직접합성법에서 부산물로 생성되는 고비점 잔류물의 재분배 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020110110203A KR101338225B1 (ko) | 2011-10-26 | 2011-10-26 | 메틸클로로실란의 직접합성법에서 부산물로 생성되는 고비점 잔류물의 재분배 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130047786A KR20130047786A (ko) | 2013-05-09 |
| KR101338225B1 true KR101338225B1 (ko) | 2013-12-10 |
Family
ID=48167990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020110110203A KR101338225B1 (ko) | 2011-10-26 | 2011-10-26 | 메틸클로로실란의 직접합성법에서 부산물로 생성되는 고비점 잔류물의 재분배 방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101338225B1 (ko) |
| WO (1) | WO2013062178A1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220140142A (ko) | 2021-04-09 | 2022-10-18 | 주식회사 케이씨씨실리콘 | 메틸클로로실란류 제조 시의 부산물의 재사용을 위한 전처리 방법 및 이로부터 제조된 혼합물 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6639732B2 (ja) | 2017-03-27 | 2020-02-05 | 株式会社アルバック | 電子部品の製造方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4393229A (en) * | 1982-04-28 | 1983-07-12 | General Electric Company | Redistribution of polysilanes in high boiling residues |
| US4552973A (en) | 1984-03-23 | 1985-11-12 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for the preparation of dimethyldichlorosilane |
| JP2005053911A (ja) * | 2003-08-05 | 2005-03-03 | Ge Bayer Silicones Gmbh & Co Kg | クロロシランの製造法 |
| KR100855672B1 (ko) * | 2001-12-18 | 2008-09-03 | 주식회사 케이씨씨 | 고비점 잔류물로부터 모노실란 제조 방법 |
-
2011
- 2011-10-26 KR KR1020110110203A patent/KR101338225B1/ko active IP Right Grant
- 2011-12-28 WO PCT/KR2011/010238 patent/WO2013062178A1/ko active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4393229A (en) * | 1982-04-28 | 1983-07-12 | General Electric Company | Redistribution of polysilanes in high boiling residues |
| US4552973A (en) | 1984-03-23 | 1985-11-12 | Bayer Aktiengesellschaft | Process for the preparation of dimethyldichlorosilane |
| KR100855672B1 (ko) * | 2001-12-18 | 2008-09-03 | 주식회사 케이씨씨 | 고비점 잔류물로부터 모노실란 제조 방법 |
| JP2005053911A (ja) * | 2003-08-05 | 2005-03-03 | Ge Bayer Silicones Gmbh & Co Kg | クロロシランの製造法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220140142A (ko) | 2021-04-09 | 2022-10-18 | 주식회사 케이씨씨실리콘 | 메틸클로로실란류 제조 시의 부산물의 재사용을 위한 전처리 방법 및 이로부터 제조된 혼합물 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2013062178A1 (ko) | 2013-05-02 |
| KR20130047786A (ko) | 2013-05-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4393229A (en) | Redistribution of polysilanes in high boiling residues | |
| US4888435A (en) | Integrated process for alkylation and redistribution of halosilanes | |
| CN100491246C (zh) | 特种有机氯硅烷的制备方法 | |
| JPH0789708A (ja) | 水素ガスの存在下での直接法高沸点成分のシランモノマーへの転化 | |
| US5627298A (en) | One step process for converting high-boiling residue from direct process to monosilanes | |
| US5321147A (en) | Conversion of direct process high-boiling component to chlorosilane monomers in the presence of chlorine | |
| EP1070719B1 (en) | Conversion of direct process high-boiling residue to monosilanes | |
| KR101338225B1 (ko) | 메틸클로로실란의 직접합성법에서 부산물로 생성되는 고비점 잔류물의 재분배 방법 | |
| US5629438A (en) | Hydrochlorination process for converting high-boiling residue from direct process to monosilanes | |
| US6013824A (en) | Redistributing silalkylenes in an alkyl-rich silalkylene-containing residue | |
| JPS6316328B2 (ko) | ||
| US5606090A (en) | Conversion of high-boiling residue from direct process to monosilanes | |
| JP5426033B2 (ja) | オルガノシランの製造方法 | |
| US5922894A (en) | Process for converting polymeric silicon containing compounds to monosilanes | |
| JP4447087B2 (ja) | 高分子のシリコン含有化合物のモノシランへの転化方法 | |
| KR20150027905A (ko) | 메틸클로로실란의 직접합성법에서 부산물로 생성되는 고비점 잔류물의 연속적 재분배 방법 | |
| KR101811628B1 (ko) | 트리메틸클로로실란과 실리콘테트라클로라이드를 포함하는 공비 혼합물로부터 디메틸디클로로실란 및 메틸트리클로로실란을 제조하는 방법 | |
| KR100855672B1 (ko) | 고비점 잔류물로부터 모노실란 제조 방법 | |
| JPS6059916B2 (ja) | １，２−ジシリルアルケン化合物の製造方法 | |
| Itoh et al. | Preparation of vinylsilane from monosilane and vinyl chloride | |
| KR20200015644A (ko) | 폴리실릴알칸의 제조방법 | |
| Pätzold et al. | Synthesis of Heavily Halogenated Vinylsilanes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161114 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191126 Year of fee payment: 7 |