[发明专利]钠缩合法合成苯基烷氧基硅烷

说明书

所属技术领域

本发明涉及是钠缩合法合成苯基烷氧基硅烷。

背景技术

在硅油、硅橡胶、硅树脂等高分子材料中，当其主链硅原子上带有苯基时，可赋予其优异的耐高、低温、抗高能辐射及物理机械性能，还可改善它对有机化合物(或聚合物)及无机填料的相容性，提高聚硅氧烷的折光率。当含苯基的聚硅氧烷与所选用填料的折光率匹配时，即可得到透明材料。含苯基的烷氧基硅烷Me_aPh_bSi(OR)_4-(a+b)(其中，a＝0或1；b＝1、2或3；R为Me或Et)(Me为CH₃-，Et为CH₃CH₂-，Ph为C₆H₅-，下同)就是合成苯基硅油、苯基硅橡胶、苯基硅树脂的基本单体。

苯基烷氧基硅烷(如Ph₂Si(OR)₂，MePh(OR)₂)(式中R为Me或Et)等，还是烯烃聚合的助催化剂，它可大大提高催化剂的活性及聚烯烃的规整性。

苯基单体在有机硅合成材料工业中，是除甲基单体外的另一重要基本原料，它的用量仅次于甲基单体。

苯基烷氧基硅烷的生产成本，虽高于相应的氯硅烷单体，但前者较易获得纯度高于99％的产品，特别是用于水解缩合制取的聚有机硅氧烷时，可避免副产具有严重腐蚀性的HCL，使操作者、设备及建筑物均得以保护。而且由其出发还能有效控制有害杂质(多氯联苯等)的含量，水解缩合反应较易控制，而且能制得性能更加稳定及性能良好的聚硅氧烷产品。

当前国内外主要采用下述三种方法制取苯基烷氧基硅烷：

1、氯硅烷醇解法：

Me_aPh_bSiCl_4-(a+b)+4-(a+b)ROH→Me_aPh_bSi(OR)_4-(a+b)+4-(a+b)HCl(式中a＝0或1；b＝1或2；a+b＝1、2或3：R为Me或Et)(下同)

2、格利雅法：

3、钠缩合法：上世纪60年代，我国郑善忠等首先成功应用此法合成MePhSi(OEt)₂及MePh₂SiOEt，其反应式示意如下：

氯硅烷醇解法的反应条件虽较温和，而且生产成本较低，但由于合成苯基氯硅烷(包括直接法及热缩合法)的反应温度较高(＞500℃)，因此不可避免副产较多的有害杂质(如多氯联苯)，且这些杂质沸点较高，采用分馏方法很难与苯基氯硅烷获得满意的分离，而其存在对聚合产物的性能极为有害，加之醇解时要副产大量HCl，腐蚀性很强。格式法的目的物收率虽可超过50％，但此反应较难控制，而且需用价格昂贵的金属镁作原料，而镁在空气中易燃，同时反应中使用了大量易燃溶剂，生产的安全性较差。使用通用的钠缩合法合成苯基烷氧基硅烷，收率也可达到40％以上，但加料反应时间长达11小时，再加上钠缩合法反应结束后，还须加入醇处理未反应的金属钠，并加入氯硅烷来中和反应体系。使反应周期长达15小时以上，生产效率低下。

发明内容

本发明的目的是采用改进的钠缩合法合成苯基烷氧基硅烷，从而克服现有方法合成苯基烷氧基硅烷存在的缺点。

本发明的技术解决方案是：由氯苯与Me_aSiX_b(OR)_4-(a+b)(式中，X为Cl或Br；R为Me或Et；a＝0或1；b＝1、2、3或4)出发，配方设计为：Na∶Me_aSiX_b(OR)_4-(a+b)∶PhCl＝2∶1--1.3∶1(摩尔比)；并以2∶1--1.1∶1(摩尔比)为好，Na∶溶剂＝1∶3--10(质量比)，反应式可表示如下：