利用多晶硅副產(chǎn)物四氯化硅制備雙臂硅烷偶聯(lián)劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用多晶娃副廣物四氣化娃制備雙臂硅烷偶聯(lián)劑的方法，屬精細(xì) 化工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的四氯化硅副產(chǎn)物，每生產(chǎn)1噸多晶硅產(chǎn)生 10~20噸四氯化硅，如果處理不當(dāng)，會(huì)造成環(huán)境污染。因此對(duì)四氯化硅的研宄引起了廣泛 關(guān)注，四氯硅烷制備硅烷偶聯(lián)劑還未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。
[0003] 硅烷偶聯(lián)劑是一類(lèi)重要的偶聯(lián)劑，應(yīng)用于涂料、膠黏劑、橡膠、復(fù)合材料等領(lǐng)域，在 復(fù)合材料中，硅烷偶聯(lián)劑可以改善無(wú)機(jī)材料與樹(shù)脂間的相容性，提高復(fù)合材料的綜合性能； 在涂料領(lǐng)域中，硅烷偶聯(lián)劑可以改善涂料的粘結(jié)強(qiáng)度，減少濕環(huán)境對(duì)涂層的腐蝕，提高涂層 的耐水、耐候、耐擦傷等性能，還可以對(duì)顏料其分散作用；在膠黏劑領(lǐng)域中，硅烷偶聯(lián)劑可以 提高粘合強(qiáng)度，還可以改善膠黏劑的耐久性和耐濕熱老化性能。
[0004] 而傳統(tǒng)的硅烷偶聯(lián)劑是帶有一個(gè)三烷氧基硅烷基團(tuán)，如KH550、KH560、KH570等， 這些硅烷偶聯(lián)劑在使用過(guò)程中硅氧烷水解最多能產(chǎn)生三個(gè)交聯(lián)點(diǎn)，與填料表面的粘著力相 對(duì)較小，與高分子樹(shù)脂的親和力不強(qiáng)，在一定程度上限制了復(fù)合材料的應(yīng)用。而雙臂硅烷偶 聯(lián)劑與傳統(tǒng)的硅烷偶聯(lián)劑相比，它能提供更高的交聯(lián)密度、更好的附著力以及更好的水解 穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是，為了克服傳統(tǒng)的硅烷偶聯(lián)劑存在的問(wèn)題，提供了一種利用多晶 硅副產(chǎn)物四氯化硅制備雙臂硅烷偶聯(lián)劑的方法。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)式如I所示的雙臂硅烷偶聯(lián)劑：
[0007]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用多晶硅副產(chǎn)物四氯化硅制備雙臂硅烷偶聯(lián)劑的方法，其特征在于，所述方 法步驟為： (1) 在惰性氣體保護(hù)下，將雙鹵取代烷烴溶解在四氫呋喃溶劑中，慢慢滴加到鎂肩中， 滴加時(shí)間為30~60分鐘，反應(yīng)生成雙鹵取代烷烴格式試劑中間體； (2) 將四氯硅烷溶解四氫呋喃溶劑中，慢慢滴加到雙鹵取代烷烴格式試劑中間體中進(jìn) 行偶聯(lián)反應(yīng)生成六氯烴基二硅烷，滴加時(shí)間為15~60分鐘； (3) 在六氯烴基二硅烷中加入過(guò)量的醇進(jìn)行醇解反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)液中加入飽 和氯化銨溶液，充分?jǐn)嚢韬?，分液，去上層油相，在用飽和氯化銨溶液洗滌二遍直至PH值為 中性，所得的水相加入乙醚萃取，分液，收集合并所得的有機(jī)相，減壓蒸餾除去溶劑，得到結(jié) 構(gòu)式I的雙臂硅烷偶聯(lián)劑： 所述方法的反應(yīng)方程式為：
式中，X為Cl、Br、I中的一種；R為芳基或環(huán)烷基，&為甲基或乙基。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用多晶硅副產(chǎn)物四氯化硅制備雙臂硅烷偶聯(lián)劑的方法，其特 征在于：所述的雙鹵取代烷烴、鎂肩與四氯硅烷的摩爾比為：1:2. 1~2. 4:1. 7~2. 0。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用多晶硅副產(chǎn)物四氯化硅制備雙臂硅烷偶聯(lián)劑的方法，其特 征在于：所述的雙鹵取代烷烴與鎂肩反應(yīng)溫度為-5~15°C，反應(yīng)時(shí)間為2~4小時(shí)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用多晶硅副產(chǎn)物四氯化硅制備雙臂硅烷偶聯(lián)劑的方法，其特 征在于：所述的雙鹵取代烷烴格式試劑與四氯硅烷的反應(yīng)溫度為-10~l〇°C，反應(yīng)時(shí)間為 1~5小時(shí)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述利用多晶硅副產(chǎn)物四氯化硅制備雙臂硅烷偶聯(lián)劑的方法，其特 征在于：所述的醇解反應(yīng)溫度為20~25°C，反應(yīng)時(shí)間為1~5小時(shí)。
【專(zhuān)利摘要】一種利用多晶硅副產(chǎn)物四氯化硅制備雙臂硅烷偶聯(lián)劑的方法，本發(fā)明從雙鹵取代烷烴化合物出發(fā)，先與鎂屑在無(wú)水四氫呋喃作溶劑下反應(yīng)得到格式試劑中間體，然后慢慢滴加四氯硅烷四氫呋喃溶液，進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)，最后在醇作用下醇解得到雙臂硅烷偶聯(lián)劑。本發(fā)明雙臂硅烷偶聯(lián)劑制備方法不僅沒(méi)有使用貴重金屬催化劑，而且使用了多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物四氯化硅，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單易行、反應(yīng)條件可控，產(chǎn)率高，對(duì)環(huán)境友好。本發(fā)明制備所得的雙臂硅烷偶聯(lián)劑具有優(yōu)異的附著力和水解穩(wěn)定性，不僅可以提供更高的交聯(lián)密度，還可以改善材料的憎水性和絕緣性，克服了現(xiàn)有單臂硅烷偶聯(lián)劑易脆、彈性不好的缺陷，并且成本低廉，應(yīng)用廣闊。
【IPC分類(lèi)】C07F7-18
【公開(kāi)號(hào)】CN104860981
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510207962
【發(fā)明人】游勝勇, 戴潤(rùn)英, 陳衍華, 董曉娜, 諶開(kāi)紅, 李玲, 曾國(guó)屏, 韓曉丹
【申請(qǐng)人】江西省科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年4月28日