[发明专利]催化剂及其应用

说明书

本发明涉及一种催化剂及其应用，该催化剂包括氯化亚铜、高铜盐、铝粉、铜粉以及硅粉，还可以选择性加入三氯化锑或锑化铟。本发明提供的催化剂具有更高的活性和二甲选择性(二甲选择性在80～95％之间，氯甲烷一次转换率在36％以上，波动范围为9％)，可使二甲基二氯硅烷的合成反应更加平稳，并大幅提升二甲基二氯硅烷的生产效率，降低其生产成本，适于大规模生产和应用。

技术领域

本发明涉及一种催化剂及其应用，属于粉末冶金和化工领域。

背景技术

有机硅新材料是国民经济发展的基础材料之一，它的结构是由硅-氧链接构成主链，硅原子与其它各种有机基团构成侧链，既能保持有机物的特性，又具有无机物的功能，使它与一般有机物相比具有更好的耐高低温、耐气候老化、电气绝缘、耐臭氧，憎水、难燃、无毒无腐蚀和生理惰性等诸多优势，被制作成改性硅橡胶、硅树脂、硅油、玻璃胶、防水剂、脱模剂等超过5000种产品，广泛应用于电子电气、医疗卫生、国防军工、农业生产和快速消费品等诸多领域。

工业上的有机硅产品为多种官能度的混合物，其中以二甲基二氯硅烷的用量最大，约占甲基氯硅烷的90％(质量分数)。制取甲基氯硅烷的方式有多种，现代化工业都是采用直接合成法来批量生产，它是将氯甲烷和硅粉在加热及催化剂的作用下，直接合成甲基氯硅烷的方法。有机硅生产的最大难点在于单体的合成，提高合成的效率以及降低成本是该领域永恒的课题。影响有机硅单体合成的产率和二甲选择性，除了生产装置、原料品质和合成工艺外，催化剂是其关键因素。

现有技术和报道已证实铜元素是当前直接法合成甲基氯硅烷的最有效催化剂，但仅用铜元素作为催化剂不足以获得很好的效果，一般都会在其中复合或添加其它辅助的元素，如锌元素能提高反应的活性增加产量，锡元素可改善二甲基二氯硅烷的获得率(又叫“二甲选择性”)，磷元素可降低副反应的发生几率，氧元素延长反应周期稳定反应进程。一些研究人员通过加入磷等元素制造了铜基合金催化剂，这种催化剂在实际生产应用过程中对于反应的活性和二甲选择性不够稳定，尤其是针对不同硅矿石原料的表现不稳定，二甲选择性的范围在75～90％之间，波动范围在15％以上，整个反应过程波动很大，不利于反应过程的控制和操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种催化剂及其应用，可以在不改变现有装置生产现状的条件下，有效的提高二甲基二氯硅烷的选择性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种催化剂，包括氯化亚铜、高铜盐、铝粉、铜粉以及硅粉，还可以选择性加入三氯化锑或锑化铟。

进一步地，在所述催化剂中，所述氯化亚铜的含量为87至93wt％。

进一步地，在所述催化剂中，所述高铜盐的含量为2.3至7.0wt％。

进一步地，在所述催化剂中，所述铝粉的含量为1.1至2.7wt％。

进一步地，在所述催化剂中，所述三氯化锑或锑化铟的含量为2.3至4.4wt％。

进一步地，在所述催化剂中，所述硅粉的含量为0.7至1.5wt％。

进一步地，在所述催化剂中，所述铜粉的含量为0.6至1.7％。

进一步地，所述催化剂的形状包括颗粒状、鳞片状中的任意一种或两种以上的组合。

本发明实施例还提供了如所述催化剂于催化合成二甲基二氯硅烷中的用途。

本发明实施例又提供了一种二甲基二氯硅烷的合成方法，包括，采用所述的催化剂作为催化剂，使氯甲烷与硅在250～350℃条件下反应生成二甲基二氯硅烷。