[发明专利]一种有机硅高活性三元铜催化剂及其制作方法

说明书

本发明提出了一种有机硅高活性多元铜催化剂的制作方法，包括如下步骤：S1、制作弥散稀土铜粉：加入0‑10wt％稀土氧化物于熔化电解铜板的铜液中，采用高压水雾化工艺将铜液喷雾为铜粉，所得雾化铜粉粒径为20‑100μm；S2、部分氧化弥散稀土铜粉：使用气氛炉对S1中所得雾化铜粉进行退火氧化，控制氮氧混合气氧分压0‑200mbar，使产物中铜，氧化亚铜，氧化铜的含量分别达到0‑20％，50‑80％，5‑35％；S3、球磨：对S2中所得部分氧化后的弥散稀土铜粉进行球磨处理。本发明通过采用有机硅高活性多元铜催化剂，将生成二甲基二氯硅烷的产率提升至高于90％，Si转换率提升至大于75％。

技术领域

本发明涉及有机硅合成领域，尤其涉及一种有机硅高活性三元铜催化剂及其制作方法。

背景技术

有机硅独特的结构，兼备了无机材料与有机材料的性能，具有表面张力低、粘温系数小、压缩性高、气体渗透性高等基本性质，并具有耐高低温、电气绝缘、耐氧化稳定性、耐候性、难燃、憎水、耐腐蚀、无毒无味以及生理惰性等优异特性，广泛应用于航空航天、电子电气、建筑、运输、化工、纺织、食品、轻工、医疗等行业。随着有机硅数量和种类的增加，其应用范围也在不断扩大。由于国内有机硅单体生产起步较晚，目前最先进有机硅单体的生产技术被欧美等发达国家所掌握。影响有机硅单体合成的主要因素有三方面：一，硅金属原料的品质；二，催化剂能力；三，合成设备及参数控制。目前工业有机硅硅烷单体的合成主要以“直接法”为主，在合成反应的过程中需要添加一定比例的铜基粉末作为反应催化剂，铜基粉末催化剂的性能特点，会极大的影响合成产物的选择性和转化率。

以铜基粉末作为催化剂的有机硅单体合成反应中，由于反应机理复杂且众多副反应同时发生，造成反应产物组分多样化。在众多反应产物中，二甲基二氯硅烷为有机硅工业中最基础重要的单体原料，也即有机硅合成反应的最主要的目标反应产物。在目前国内外普遍采取的直接法合成甲基氯硅烷单体产物中，除目标产物二甲基二氯硅烷之外，还会产生近10％以上的高沸产物和低沸产物。本发明提供一种高活性的多元铜催化剂，能提高直接法合成有机硅中生成二甲基二氯硅烷的选择性，增快反应速度。

以直接法合成有机硅的工艺中，铜粉催化剂是一种必不可少的重要原材料。目前行业内多使用氯化铜系列催化剂，铜锡锌磷系列催化剂，氧化铜三元铜粉催化剂。采用这几种催化剂反应生成二甲基二氯硅烷的产率85％左右，硅转化率低于70％。

安徽旭晶粉体新材料科技有限公司提报的专利《一种三元铜粉催化剂的生产工艺》申请号CN201910116090.3对铜进行热熔保温水雾化等工艺处理，属于现有三元铜粉催化剂工艺的一种分支，与本专利提出的熔融添加稀土氧化物的多元铜粉催化剂不同；中科廊坊过程工程研究院提报的专利《一种双单原子助剂负载型氧化铜催化剂，其制备方法及用途》公开号CN109663596A是一种氧化铜基添加Sn，Zn等元素的铜系催化剂，制作方式与传统球磨方式有区别，目标产物产率及硅转化率没有明显提高；兰州星清洗有限公司提报的专利《用于有机硅单体合成得分高活性氯化亚铜催化剂的制备方法》公开号CN109908924A是一种氯化铜系列催化剂的制作方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种有机硅高活性三元铜催化剂及其制作方法，将生成二甲基二氯硅烷的产率提升至高于90％，Si转换率提升至大于75％。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种有机硅高活性多元铜催化剂的制作方法，包括如下步骤：

S1、制作弥散稀土铜粉：加入0-10wt％稀土氧化物于熔化电解铜板的铜液中，采用高压水雾化工艺将铜液喷雾为铜粉，所得雾化铜粉粒径为0-200μm，粒径优选20-100μm；

S2、部分氧化弥散稀土铜粉：使用气氛炉对S1中所得雾化铜粉进行退火氧化，控制氮氧混合气氧分压0-200mbar，使产物中铜，氧化亚铜，氧化铜的含量分别达到0-20％，50-80％，5-35％；