RU2170744C1

RU2170744C1 - Method of preparing organosilicon resin

Info

Publication number: RU2170744C1
Application number: RU2000106221A
Authority: RU
Inventors: Л.И. Натейкина; В.П. Эндюськин; Ю.Т. Ефимов; Ю.А. Высоцкий; Н.Н. Стулова; Е.М. Мышляев; Н.И. Поликанов; Т.К. Хорькова
Original assignee: Открытое акционерное общество "Химпром"
Priority date: 2000-03-13
Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2001-07-20

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: described is method of preparing organosilicon resin by hydrolysis of stillage waste resulting from phenyltrichlorosilane with weight fraction of phenyl trichlorosilane of not less than 15% in the presence of isobutyl or butyl alcohol at 50-60 C followed by gradual temperature rise to 80-85 C and further modification. EFFECT: utilization of phenyl trichlorosilane production waste. 3 cl, 1 ex

Description

Изобретение относится к получению кремнийорганических смол, используемых в производстве лакокрасочных материалов. The invention relates to the production of organosilicon resins used in the manufacture of paints and varnishes.

Известно, что при синтезе крупнотоннажного продукта фенилтрихлорсилана методом газофазной высокотемпературной конденсации образуется до 10% кубового остатка, содержащего наряду с фенилтрихлорсиланом полифенилхлорсиланы различного состава. Утилизация кубовых остатков представляет собой важный практический интерес. It is known that in the synthesis of the large-capacity product of phenyltrichlorosilane by gas-phase high-temperature condensation, up to 10% of the bottom residue is formed, containing, along with phenyltrichlorosilane, polyphenylchlorosilanes of various compositions. Disposal of bottoms is an important practical interest.

Известен способ получения кремнийорганического лака путем взаимодействия алкоксиорганосилоксанов - продуктов этерификации и гидролиза избытком воды в среде толуола смеси метилтрихлорсилана, диметилдихлорсилана и кубовых остатков ректификации фенилтрихлорсилана с полиолами - отходами производства диметилдиоксана. В этом способе используют кубовые остатки с содержанием фенилтрихлорсилана не менее 80% (а.с. СССР N 1054384, кл. C 08 L 83/04, опубл. 1983). A known method of producing organosilicon varnish by the interaction of alkoxyorganosiloxanes - the products of esterification and hydrolysis with excess water in toluene of a mixture of methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane and still bottoms of rectification of phenyltrichlorosilane with polyols - waste products of dimethyldioxane production. In this method, bottoms with a phenyltrichlorosilane content of at least 80% are used (as USSR AS N 1054384, class C 08 L 83/04, publ. 1983).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ поучения кремнийорганической смолы гидролизом избытком воды в среде толуола или ксилола кубовых остатков ректификации фенилтрихлорсилана с содержанием фенилтрихлорсилана не менее 40% и последующей поликонденсацией продуктов гидролиза с одновременной отгонкой растворителя при 100-130^oC. Причем для улучшения физико-механических свойств смолы поликонденсацию проводят в присутствии головной фракции от дистилляции канифоли в количестве 5-15% от веса полифенилсилоксана (а.с. СССР N 1730095, кл. C 08 G 83/04, опубл. 1993).The closest in technical essence to the present invention is a method for the preparation of an organosilicon resin by hydrolysis with excess water in toluene or xylene medium of bottoms of rectification of phenyltrichlorosilane with a phenyltrichlorosilane content of at least 40% and subsequent polycondensation of the hydrolysis products with simultaneous distillation of the solvent at 100-130 ^o C. Moreover, for improve the physical and mechanical properties of the resin polycondensation is carried out in the presence of the head fraction from the distillation of rosin in an amount of 5-15% by weight of polyf nilsiloksana (AS USSR N 1730095, cl. C 08 G 83/04, publ. 1993).

Недостатком известного способа является использование в процессе кубовых остатков производства фенилтрихлорсилана с содержанием фенилтрихлорсилана не менее 40%. The disadvantage of this method is the use in the process of bottoms production of phenyltrichlorosilane with a phenyltrichlorosilane content of at least 40%.

Предлагаемое изобретение решает задачу утилизации кубовых остатков производства фенилтрихлорсилана с более низким содержанием фенилтрихлорсилана. The present invention solves the problem of recycling bottoms production of phenyltrichlorosilane with a lower content of phenyltrichlorosilane.

Указанная задача решается тем, что в известном способе получения кремнийорганической смолы гидролизом кубовых остатков производства фенилтрихлорсилана избытком воды в среде неполярного растворителя, с последующей отгонкой растворителя и модификацией продукта, гидролиз ведут при 50-60^oC с постепенным повышением температуры до 80-90^oC в присутствии 15-16 вес.% изобутилового или бутилового спирта, при этом используют кубовые остатки с массовой долей фенилтрихлорсилана не менее 15%. С целью повышения качественных характеристик целевого продукта, полученный раствор смолы модифицируют взаимодействием с триэтаноламином, взятым в количестве 4-10% от веса смолы при температуре 90-100^oC.This problem is solved in that in the known method for producing an organosilicon resin by hydrolysis of bottoms of phenyltrichlorosilane production with excess water in a non-polar solvent medium, followed by distillation of the solvent and product modification, the hydrolysis is carried out at 50-60 ^o C with a gradual increase in temperature to 80-90 ^o C in the presence of 15-16 wt.% isobutyl or butyl alcohol, while still bottoms with a mass fraction of phenyltrichlorosilane of at least 15% are used. In order to improve the quality characteristics of the target product, the resulting resin solution is modified by interaction with triethanolamine, taken in an amount of 4-10% by weight of the resin at a temperature of 90-100 ^o C.

Способ получения смолы включает следующие операции при следующих режимах:
1. Приготовление реакционной смеси: готовят 60-70%-ный толуольный или ксилольный раствор кубовый остатков производства фенилтрихлорсилана с содержанием фенилтрихлорсилана не менее 15% при температуре 50-60^oC.The method for producing resin includes the following operations under the following conditions:
1. Preparation of the reaction mixture: prepare a 60-70% toluene or xylene solution bottoms of phenyltrichlorosilane production with a phenyltrichlorosilane content of at least 15% at a temperature of 50-60 ^o C.

2. Гидролиз: полученную смесь смешивают с гидролизующей смесью, содержащей в мас. %: изопропиловый или бутиловый спирт 14-16, ксилол или толуол 23-25, вода - остальное. Первоначально процесс ведут при 50- 60^oC, затем постепенно, в течение 1 часа гидролизную массу нагревают до 75-85^oC и в течение следующего часа до 90-95^oC. Далее гидролизную массу расслаивают, отделяют органический слой, промывают водой и отгоняют часть растворителя при температуре 100-130^oC до массовой доли нелетучих веществ 45-50%.2. Hydrolysis: the resulting mixture is mixed with a hydrolysis mixture containing in wt. %: isopropyl or butyl alcohol 14-16, xylene or toluene 23-25, water - the rest. Initially, the process is carried out at 50-60 ^° C, then gradually, during 1 hour, the hydrolysis mass is heated to 75-85 ^° C and over the next hour to 90-95 ^° C. Next, the hydrolysis mass is separated, the organic layer is separated, washed with water and part of the solvent is distilled off at a temperature of 100-130 ^o C to a mass fraction of non-volatiles of 45-50%.

3. Модификация: в полученный раствор смолы вводят триэтаноламин в количестве 4-10% от веса смолы, смесь нагревают до 90-100^oC и выдерживают при указанной температуре около 2 часов. Получают целевой продукт - модифицированную кремнийорганическую смолу.3. Modification: triethanolamine is introduced into the obtained resin solution in an amount of 4-10% by weight of the resin, the mixture is heated to 90-100 ^o C and kept at this temperature for about 2 hours. Get the target product is a modified silicone resin.

Пример. Приготовление реакционной смеси: в четырехгорлую колбу емкостью 500 см³, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром загрузили 80,76 г( 93 мл) толуола и 150 г кубовых остатков производства фенилтрихлорсилана с содержанием фенилтрихлорсилана 29,26%. Реакционную смесь выдержали 0,5 часа при перемешивании и температуре 60^oC.Example. Preparation of the reaction mixture: 80.76 g (93 ml) of toluene and 150 g of bottoms produced by phenyltrichlorosilane with a phenyltrichlorosilane content of 29.26% were charged into a four-necked flask with a capacity of 500 cm ³ equipped with a stirrer, reflux condenser, and thermometer. The reaction mixture was kept for 0.5 hours with stirring at a temperature of 60 ^o C.

Гидролиз: в четырехгорлую колбу емкостью 1000 см³, снабженную мешалкой, обратным холодильником, термометром и капельной воронкой загрузили 241,5 г воды, 67,47 г изобутанола, 134,94 г толуола. Смесь перемешивали в течение 20 минут при постепенном нагревании до 40-50^oC. Затем при перемешивании через капельную воронку загрузили 230,76 г реакционной смеси, подцеживая температуру в гидролизной массе 50-60^oC регулированием скорости подачи реакционной смеси. После загрузки реакционной смеси температуру гидролизной массы в течение 1 часа постепенно повышали до 80^oC и в течение следующего 1 часа до 90^oC. Затем гидролизную массу отстаивали в течение 2-х часов при 60-80^oC, после чего отделили органический слой (410 г), промыли его 2 раза водой (по 205 мл) при 50-60^oC, отстаивали 2 часа при той же температуре, вновь отделили органический слой (371 г), отогнали избыток растворителя (179 г). Получили раствор смолы (192 г) с массовой долей нелетучих веществ 48,8%, условной вязкостью по вискозиметру B3-246 с диаметром сопла 4 мм - 15 сек.Hydrolysis: 241.5 g of water, 67.47 g of isobutanol, 134.94 g of toluene were charged into a four-necked flask with a capacity of 1000 cm ³ equipped with a stirrer, reflux condenser, thermometer and dropping funnel. The mixture was stirred for 20 minutes while gradually heating to 40-50 ^° C. Then, with stirring, a dropping funnel was charged with 230.76 g of the reaction mixture, keeping the temperature in the hydrolysis mass at a temperature of 50-60 ^° C. by adjusting the feed rate of the reaction mixture. After loading the reaction mixture, the temperature of the hydrolysis mass was gradually increased to 80 ^° C over 1 hour and to 90 ^° C over the next 1 hour. Then, the hydrolysis mass was sedimented for 2 hours at 60-80 ^° C, after which the organic layer was separated (410 g), washed it 2 times with water (205 ml each) at 50-60 ^o C, settled for 2 hours at the same temperature, the organic layer was again separated (371 g), excess solvent was distilled off (179 g). Got a resin solution (192 g) with a mass fraction of non-volatiles of 48.8%, a conditional viscosity of B3-246 viscometer with a nozzle diameter of 4 mm - 15 sec.

Модификация: в реакционную колбу емкостью 250 см³, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загрузили 192 г смолы. Туда же при перемешивании загрузили 18,74 г 50%-ного раствора триэтаноламина в изобутаноле. Смесь нагрели до 100±5^oC выдержали при этой температуре и при перемешивании 2 часа. После охлаждения получили 210 г модифицированной смолы.Modification: 192 g of resin were charged into a reaction flask with a capacity of 250 cm ³ equipped with a stirrer, reflux condenser and thermometer. There, with stirring, 18.74 g of a 50% solution of triethanolamine in isobutanol were charged. The mixture was heated to 100 ± 5 ^o C kept at this temperature and with stirring for 2 hours. After cooling, 210 g of modified resin was obtained.

Готовый продукт анализировали по установленным показателям качества:
Внешний вид - жидкость темно-коричневого цвета с незначительным содержанием механических примесей.The finished product was analyzed according to the established quality indicators:
Appearance - a dark brown liquid with a slight content of mechanical impurities.

Условная вязкость по вискозиметру B3-246 с диаметром сопла 4 мм при 20±5^oC - 17 с.Conditional viscosity with a B3-246 viscometer with a nozzle diameter of 4 mm at 20 ± 5 ^o C - 17 s.

Массовая доля нелетучих веществ - 49 %. Mass fraction of non-volatiles - 49%.

Время высыхания при 20±5^oC - 48 ч.Drying time at 20 ± 5 ^o C - 48 hours

Предлагаемый способ позволяет решить проблему утилизации кубовых остатков производства фенилтрихлосилана с содержанием фенилтрихлорсилана менее 40%. The proposed method allows to solve the problem of recycling bottoms of phenyltrichlorosilane production with a phenyltrichlorosilane content of less than 40%.

Claims

1. A method of producing an organosilicon resin, including the hydrolysis of bottoms of phenyltrichlorosilane production with excess water in a non-polar organic solvent, distillation of the excess solvent and product modification, characterized in that the hydrolysis is carried out at 50-60 ^o C with a further gradual increase in temperature to 80 - 95 ^o C in the presence of isobutyl or butyl alcohol in an amount of 14 to 16 wt.%, And still bottoms with a mass fraction of phenyltrichlorosilane of at least 15% are used.

2. The method according to claim 1, characterized in that the resulting product is modified by interaction with triethanolamine, taken in an amount of 4 to 10 wt.% By weight of the resin at 90 to 110 ^o C.