一种中和γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中氯离子的方法

摘要

本发明涉及一种中和γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中氯离子的方法，属于精细化学领域。本发明采用乙二胺和无水乙醇的混合物作为中和液对γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液进行至少两次中和反应，替代了γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成中采用的传统中和剂乙醇钠、镁粉进行中和的方法，具有安全性能高、操作简单、反应时间短、中和效果好、成本较低等特点，适合工业化生产。

说明书

技术领域

本发明涉及一种中和γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中氯离子的方法，属于精 细化学领域。

背景技术

γ-氯丙基三乙氧基硅烷由γ-氯丙基三氯硅烷跟无水乙醇合成。在合成过程 中，产生的氯化氢气体大部分被真空抽走，中和前，γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成 液中还溶解部分副产物氯化氢，由于副产物的存在，正反应进行的不彻底，一 是产品酸度大，影响下游产品的应用，二是产品转化率低，影响主含量，从而 影响产品质量，需要对γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中溶解的氯离子进行中和， 中和的目的一是将溶解在γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中的氯离子中和掉，二是 促进正反应进程，提高产品转化率。

传统的γ-氯丙基三乙氧基硅烷中和剂采用乙醇钠或者镁粉，由于乙醇钠由金 属钠跟无水乙醇反应而成，反应剧烈，并产生大量易燃易爆氢气，安全性差， 生产的乙醇钠反应不完全，稳定性差，遇潮或空气反应产生大量的热，且能自 燃，不易储存，中和操作不慎，与产品中的易燃有机物易发生火灾，而且用量 大，生产成本高，生成的氯化钠盐有一定的粘度，精制分离不彻底，影响产率； 金属镁作为中和剂，虽然具有成本低消耗少的特点，但中和时产生大量的氢气， 易燃易爆，安全性低，而且中和后如果γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中剩余未完 全反应的镁粉，精制时与空气中的潮气迅速反应，产生的热量足以将氯化镁渣 中的γ-氯丙基三乙氧基硅烷、溶解的无水乙醇等有机物点燃，存有安全隐患。两 种传统的中和剂一样，都存在安全隐患。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种中和γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中氯离 子的方法，选用乙二胺和无水乙醇的混合物作为中和液替代γ-氯丙基三乙氧基硅 烷合成中采用的传统中和剂乙醇钠、镁粉，具有安全性能高、操作简单、反应 时间短、中和效果好、成本较低等特点，适合工业化生产。

本发明采用乙二胺和无水乙醇的混合物作为中和液对γ-氯丙基三乙氧基硅 烷合成液进行至少两次中和反应。

所述的中和液由中和剂乙二胺和为γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成中置换氯离 子提供乙氧基的无水乙醇组成，乙二胺和无水乙醇的质量比为1:0.5-1，在保证 中和效果的同时，能提供足量的乙氧基，且混合方便，滴加量适宜，易于生产 控制。中和液中无水乙醇的作用就是为合成正反应置换其中的氯离子提供所需 要的足量乙氧基，中和液中乙二胺的作用是中和合成液中溶解的未被真空抽走 的副产物氯化氢，随着合成液中的氯化氢中和掉和合成正反应的进行，γ-氯丙基 三乙氧基硅烷合成液中未置换出的氯离子被中和液中的无水乙醇提供的乙氧基 置换出来，再生成的氯化氢再由中和剂中的乙二胺中和掉，从而得到中性、高 主含量产品。

γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成过程中极易水解，生成双聚物高沸物，影响产品 质量和合成历程，所以中和剂跟溶解其中氯化氢反应不能产生水分，乙二胺跟 氯化氢反应生成乙二胺盐酸盐，不会产生水分，而且生产的乙二胺盐酸盐属于 无机盐，为固体物质，不溶于有机物γ-氯丙基三乙氧基硅烷中，通过过滤或者离 心、蒸馏除掉，达到产品精制的目的；乙二胺相比其他有机胺，具有分子量低、 一克分子可以中和二克分子的氯化氢等特点，可以降低使用中和剂的量，而且 产生盐量少，产品损耗低，从而降低生产成本。

其具体中和步骤为：

(1)一次中和搅拌条件下，将中和液缓慢滴入待中和的γ-氯丙基三乙氧 基硅烷合成液中，滴加时间20-40分钟，滴加完毕维持90-110℃继续中和15-30 分钟；

(2)二次中和一次中和完毕，取样化验γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中 氯离子含量，根据氯离子含量确定再次中和需要中和液的质量，并在搅拌条件 下将中和液缓慢滴入待中和的γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中，滴加时间20-40 分钟，滴加完毕维持90-110℃继续中和15-30分钟；

(3)中和完毕，放料抽空过滤，滤出液为成品γ-氯丙基三乙氧基硅烷，滤 渣为乙二胺盐酸盐。

由于γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中氯离子含量受很多因素制约，含量不恒 定，在不增加产品成本、影响产品质量的情况下一次性完成中和难度极大，因 此本发明采用至少两次中和反应。其中，第一次滴加中和液的质量为γ-氯丙基三 乙氧基硅烷合成液质量的1％-1.5％；因为γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液待中和 前，合成液中溶解的氯离子含量一般在0.78％左右，加上中和期间置换出的氯离 子，一般需要中和液为合成液质量的1％-2％，因此第一次滴加1％-1.5％，滴加 质量适宜，易于生产控制，同时通过检测氯离子含量计算出所需中和液的量， 准确把握二次滴加中和液量，既能防止中和液用量不足，增加中和次数、延长 生产时间，增加生产成本，又能防止中和液过量，多余的中和剂乙二胺溶于产 品中，不但增加中和成本，而且还会影响产品质量。

由于γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成反应中和时，伴随正反应置换，置换速度相 对缓慢，为了保证中和液的充分利用，防止中和液被真空抽走，影响中和效果， 中和液要缓慢滴加，滴加时间为20-40分钟。γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中和 前的工艺温度就是90-110℃，而且也是置换反应的最佳温度，该温度条件下中 和效果最好。

一次中和完毕后，取样化验γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中氯离子含量，根 据氯离子含量确定再次中和需要中和液的质量继续中和。二次中和所需要的中 和液的量为测得的氯离子中和所需中和液质量的1.3倍，中和需要中和液少于 1kg的按1kg添加，确保中和完全。

如果二次中和后还有氯离子，则需要进行第三次中和。三次中和所需要的 中和液的量仍为为测得的氯离子中和所需中和液质量的1.3倍，中和需要中和液 少于1kg的按1kg添加，确保中和完全。第三次(含以后次)中和滴加时间可 以根据所需中和剂液质量确定，一般为5-10分钟，保温中和时间一般为20分钟， 直至氯离子检不出为止。中和完毕，放料抽空过滤，滤出液为成品γ-氯丙基三乙 氧基硅烷，滤渣为乙二胺盐酸盐。

本发明的优点是：采用乙二胺中和γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中氯离子替 代传统采用乙醇钠、镁粉作为中和剂的方法，既能达到中和效果，又安全可靠， 具有安全性能高、操作简单、反应时间短、中和效果好、成本较低等特点，适 合工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能 理解为是对技术方案的限制。

实施例1

(1)一次中和将9.9kg(占合成液质量的1.50％，1吨反应釜，γ-氯丙基 三乙氧基硅烷合成液质量约为660kg)中和液(乙二胺：无水乙醇质量比为1： 1)缓慢滴入待中和的γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中，滴加时间20分钟，滴加 完毕维持90℃继续中和15分钟，整个中和过程保持搅拌状态与真空回流状态；

(2)二次中和一次中和完毕，取样化验γ-氯丙基三乙氧基硅烷中氯离子 含量为0.21％，根据氯离子含量计算再次中和需要的中和液质量3.04kg，继续滴 加，滴加时间20分钟，滴加完毕维持90℃继续中和15分钟；

(3)中和完毕，检测，氯离子未检出，放料抽空过滤，滤出液为成品γ-氯 丙基三乙氧基硅烷，滤渣为乙二胺盐酸盐。

实施例2

(1)一次中和将8.6kg(占合成液质量的1.30％，1吨反应釜，γ-氯丙基 三乙氧基硅烷合成液质量约为660kg)中和液(乙二胺：无水乙醇质量比为1： 0.75)缓慢滴入待中和的γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中，滴加时间30分钟， 滴加完毕维持100℃继续中和20分钟，整个中和过程保持搅拌状态与真空回流 状态；

(2)二次中和一次中和完毕，取样化验γ-氯丙基三乙氧基硅烷中氯离子 含量为0.18％，根据氯离子含量计算再次中和需要的中和液质量为2.27kg，继续 滴加，滴加时间30分钟，滴加完毕维持100℃继续中和20分钟；

(3)中和完毕，检测，氯离子未检出，放料抽空过滤，滤出液为成品γ-氯 丙基三乙氧基硅烷，滤渣为乙二胺盐酸盐。

实施例3

(1)一次中和将7.4kg(占合成液质量的1.12％，1吨反应釜，γ-氯丙基 三乙氧基硅烷合成液质量约为660kg)中和液(乙二胺：无水乙醇质量比为1： 0.5)匀速滴入待中和的γ-氯丙基三乙氧基硅烷合成液中，滴加时间40分钟，滴 加完毕维持110℃继续中和30分钟，整个中和过程保持搅拌状态与真空回流状 态；

(2)二次中和一次中和完毕，取样化验γ-氯丙基三乙氧基硅烷中氯离子 含量为0.23％，根据氯离子含量确定再次中和需要的中和液质量2.41kg，继续滴 加，滴加时间40分钟，滴加完毕维持110℃继续中和30分钟；

(3)中和完毕，检测，氯离子含量0.031％，根据氯离子含量计算第三次中 和需要的中和液质量0.33kg，为中和完全，确定滴加中和液1kg，滴加时间5分 钟，滴加完毕维持110℃继续中和20分钟，中和完毕，检测，未检出。中和结 束后，放料抽空过滤，滤出液为成品γ-氯丙基三乙氧基硅烷，滤渣为乙二胺盐酸 盐。