[发明专利]一种有机硅单体合成用黄铜复合粉助催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于合成有机硅单体的助催化剂的领域，具体地，涉及一种有机硅单体合成用黄铜复合粉助催化剂及其制备方法。

背景技术

工业上广泛使用的有机硅材料是指含有O-Si-O主链，并在Si原子上结合至少一个有机基团的高分子聚合物的总称；其兼具了无机材料（Si-O）和有机材料（Si-CH₃）的双重性能，不仅在民用方面用途广泛，而且还有特殊的军事用途。有机硅产业链的上游是以Si粉和一氯甲烷（MeCl）为原料合成有机硅单体二甲基二氯硅烷（Me₂SiCl₂，简称M₂），即Rochow直接合成法。作为制备有机硅产品最重要、用量最大的单体，M₂成为有机硅工业的基础和重要支柱。

Rochow直接合成法作为M₂最经济的合成途径，其反应过程为，Si粉、Cu基主催化剂和助催化剂混合均匀后，通入MeCl发生直接取代反应；此外，反应中还可能伴生热分解、歧化及氯硅烷水解等副反应，致使反应产物复杂，目的产物选择性较低。催化剂在直接合成有机氯硅烷中占有特别重要的地位，最有效的催化剂就是铜催化剂。目前，无论采用国产或是进口铜催化剂，均存在选择性或活性不高的问题；催化剂的活性常因加入少量的助催化剂而得以明显提高，同时适宜助催化剂的添加有利于降低副产物含量，从而提高M₂的选择性及其收率；因此，在直接法合成有机氯硅烷中助催化剂的应用十分广泛。

近年来，随着直接合成反应工艺条件和Cu基主催化剂制备方法的不断优化，助催化剂的类型和存在形态成为影响有机硅单体合成反应中M₂选择性和时空收率的主要因素。从助催化剂应用的发展趋势来看，当Zn或Zn的化合物与其它元素或化合物共用作助催化剂时，可以获得更佳的催化效果。昆明硅环催化科技有限责任公司（CN 101811057A）采用球磨和化学沉淀法将稀土元素混入Cu基催化剂内，应用于单体合成反应中，可以获得较好的M₂选择性和较高的触体产率。Alexander等（D.G.Alexander,R.S.Daniel.Catal Lett,2009,133:14-22）研究了P，Zn和Sn等多组分混合触体对单体合成反应的影响，证实了多种助催化剂间存在一定的协同作用。蓝星有机硅法国公司（CN101341159A）和罗狄亚化学公司（CN1735623A）发明了一种金属铜或铜基化合物和助催化剂结合物的催化剂体系，助催化剂结合物包括：金属锌、锡、铯、钾、铷、磷以及衍生自这些金属/类金属的化合物以及这些物质的混合物。SCM金属制品公司（US7323583B2和CN1812834A）将商业ZnO与氧化铜紧密接触并以分子间作用力结合形成附聚颗粒，进一步加工制得的催化剂上可选择性地增加M₂产率。

铜合金是以纯铜为基体加入一种或几种其它元素所构成的合金，常用的铜合金分为黄铜、白铜、青铜三大类。其中，黄铜是以锌为主要添加元素的铜合金，呈黄色，其中还经常添加如铝、镍、锰、锡、硅、铅等其它元素。白铜是以镍为主要添加元素的铜合金，其中经常添加如锰、铁、锌、铝等元素。青铜原指铜锡合金，后来除黄铜、白铜以外的铜合金均称青铜，并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名，例如锡青铜、铝青铜、磷青铜等。铜合金具有优良的导电、导热、耐蚀性能，其应用非常广泛，几乎涉及所有工业部门。青岛化工学院（CN 1105288A）采用加热、蒸发、充气、碰撞及钝化等过程发明了一种纳米铜锌合金催化剂及其制备方法，该法真空度为10^-5托，对设备要求高，需用专有的制备装置。黄铜和锡黄铜等系列铜合金，由于其具有较好的强度、成型性、耐摩擦性和耐腐蚀性等，在材料加工和粉末冶金方面具有广泛的应用，国内许多专利（CN 1255167A、CN 101812611A、CN 1546701A和CN101638735A）就其加工性能及微量元素含量进行了深入的研究。铜的各类合金在固溶态下，分别存在α、β、ε等多种不同相态，但有实际应用和研究价值的只是含有α相和β相两种相态的合金；同时具有α和β两种相态的合金粉末，其活性好，应用范围广。