[发明专利]一种甲基乙基环硅氧烷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环硅氧烷的制备方法，特别是涉及一种甲基乙基环硅氧烷的制备方法。

背景技术

众所周知，三甲基三乙基环三硅氧烷和四甲基四乙基环四硅氧烷是重要的有机硅单体，可用于合成含乙基的有机硅聚合物，含乙基的有机硅聚合物能够在超低温（Tg=-135℃）下保持弹性和密封性能，并能长期使用，可用于航空航天、空间探索等特殊领域。

目前，含乙基的有机硅聚合物主要通过六乙基环三硅氧烷（D₃^Et）和八甲基环四硅氧烷（D₄）及少量的乙烯基单体共聚制成（CN102532548A），该方法虽然能改善有机硅聚合物的耐低温性能，但由于是共聚反应，D₃^Et和D₄的开环速率存在差异，难以保证硅氧链上乙基分布的均匀性，另据Borisov.S.N.报道，在相同乙基含量的前提下，甲基乙基有机硅聚合物比二乙基有机硅聚合物具有更好的物理机械性能，且D₃^Et价格昂贵，而用甲基乙基环体均聚制备含乙基的有机硅聚合物可以解决上述问题，成本较低。因此，开发甲基乙基环硅氧烷具有重要意义。

在甲基乙基环硅氧烷的合成上，专利CN101597303A中提出用甲基三烷氧基硅烷和卤乙烷在一定条件下进行格式反应合成甲基乙基二烷氧基硅烷，再进行水解、裂解、精馏得到甲基乙基环三硅氧烷，该方法存在两点缺陷：一是格式反应存在一定危险性，收率低，操作复杂，产能低，设备的利用率低，成本高，还伴有大量卤化镁等副产物产生，易造成环境污染，不是理想的工业化生产方法；二是裂解反应温度过高，传质传热差，容易造成物料交联，降低收率。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种收率高、成本低、操作简单、适用于规模化生产的甲基乙基环硅氧烷的制备方法。

本发明可以通过如下措施达到。

一种甲基乙基环硅氧烷的制备方法，其特征在于包括下述步骤：（1）选向高压釜中加入甲基氢二氯硅烷和铂催化剂，搅拌，加热，再通入乙烯，在35~80℃温度下、0.2MPa~2MPa压力下进行硅氢加成反应，反应结束后物料精馏得到甲基乙基二氯硅烷，所述的铂催化剂为氯铂酸，氯铂酸质量分数为0.01%~1%，氯铂酸与甲基氢二氯硅烷的质量比为1:1000~1:1000000，甲基氢二氯硅烷与乙烯的摩尔比为1:0.9~1:1.5，

（2）在30~80℃温度下，将甲基乙基二氯硅烷滴加到0.1mol/L~3mol/L稀酸溶液中水解，静置，有机层水洗至中性，得到水解物，所述的稀酸溶液与甲基乙基二氯硅烷的质量比为3:1~1:2，

（3）向水解物中加入高沸点溶剂和碱催化剂，所述的高沸点溶剂为十六烷、十八烷、十六醇、十八醇、二苯醚、矿物油中的一种或几种的混合物，所述的溶剂与水解物的质量比为0.5:1~5:1，所述的碱催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯，及其硅醇盐中的一种或几种的混合物，碱催化剂的用量为水解物质量的0.5%~5%，在100~220℃温度下, 13Pa~2600Pa压力下裂解，精馏裂解物得到三甲基三乙基环三硅氧烷和四甲基四乙基环四硅氧烷。

所述在高沸点溶剂和碱催化剂作用下裂解水解物，最后精馏裂解物得到三甲基三乙基环三硅氧烷和四甲基四乙基环四硅氧烷所述的硅氢加成反应中，甲基氢二氯硅烷与乙烯的摩尔比优选1:1~1:1.1。

所述的铂催化剂为氯铂酸，可将其溶解在异丙醇、四氢呋喃等溶剂中或制备成卡氏催化剂使用，其中将氯铂酸溶解在异丙醇中使用较好，氯铂酸质量分数优选0.03%~0.5%。

所述的氯铂酸与甲基氢二氯硅烷的质量比优选1:10000~1:100000。

所述的硅氢加成反应的温度优选35~65℃，最好为40~55℃。

所述的硅氢加成反应的反应压力优选0.4MPa~1MPa。

所述的硅氢加成反应后的物料精馏过程，得到的甲基乙基二氯硅烷的纯度最好大于99.5%，甲基乙基二氯硅烷的纯度低于99%，产品中三官能的有机硅化合物含量较高，水解物中将存在一定量网状结构，不利于水解物的裂解。

所述的水解过程的反应温度优选40~60℃。

所述的水解过程的稀酸溶液的浓度优选0.5 mol/L ~1mol/L，稀酸溶液浓度低于0.1mol/L，水解速度慢，反应不完全；稀酸溶液浓度高于3mol/L，一方面水解过程中有HCI气体析出，造成污染，另一方面水洗后有机层很难水洗到中性，不利于操作。