γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法与流程

1.本发明涉及γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷制备技术领域，尤其涉及一种γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法。


背景技术：

2.现有技术多采用三甲氧基硅烷(tms)与甲基丙烯酸烯丙酯(ama)进行直接硅氢加成制备γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷，如公开号cn101121727a的中国专利，该工艺路线虽然简单环保，但由于使用活性过高的pt催化剂，反应过剧，产品容易凝胶化，并且硅氢加成反应会伴随有异构体生成，所以产品纯度不高，色度难以满足客户要求，对产品的水溶性也会有影响。
3.甲基丙烯酸钾盐或钠盐在有机溶剂环境以及催化剂的作用下和氯代烷烃硅烷进行缩合反应，脱去氯化钾或氯化钠得到γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷，产品纯度高，水溶性好，质量稳定，但是反应体系中的有机溶剂需要回收，且有机溶剂存在致癌性、易燃易爆等危害。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法，反应过程无溶剂参与，无需溶剂回收，且工艺路线缩短，操作更加简单。
5.为实现此技术目的，本发明采用如下方案：γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法，按如下步骤进行：s1、在催化剂条件下利用甲基丙烯酸钠或甲基丙烯酸钾与氯代烷烃硅烷直接反应合成γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷粗品；s2、合成的γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷粗品与水搅拌混合，之后静置分层，下层含盐水相送污水处理，上层油相进行脱水处理；s3、脱水后的粗品进行精馏，得到γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷精品。
6.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：1、利用甲基丙烯酸钾或甲基丙烯酸钠与氯代烷烃硅烷反应，原料易得；2、反应过程无溶剂参与，无需溶剂回收，避免人员接触，造成人身伤害，且工艺路线缩短，操作更加简单；3、使用水洗工艺，产品回收的更加彻底，收率相比较高，每批次投入量2400kg,产出2750~2780kg，平均每批次较原工艺多采出产品80kg左右；4、使用高效的有机胺类催化剂，反应时间短，粗品含量高。
7.本发明的优选方案为：s1中合成反应温度100~180℃，压力为0~0.3mpa。
8.s1中氯代烷烃硅烷为：氯丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三乙氧基硅烷、氯甲基甲基二甲氧基硅烷、氯丙基甲基二乙氧基硅烷中任意一种或两种以上。
9.具有高效酰化作用的催化剂。
10.s3精馏在真空度-0.07mpa~0.1mpa、温度150~200℃的条件下进行。
具体实施方式
11.为充分了解本发明之目的、特征及功效，借由下述具体的实施方式，对本发明做详细说明，但本发明并不仅仅限于此。
实施例1
12.γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法，按如下步骤进行：s1、在温度150℃、压力0~0.3mpa条件下，将氯丙基三甲氧基硅烷（简称z2，其中原料中氯丙基三甲氧基硅烷有效成分含量为99.34%）480g、甲基丙烯酸钠260g、催化剂（四丁基溴化铵）1.8g和阻聚剂（对羟基苯甲醚）0.8g直接反应合成得到γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷粗品，粗品含量为97.92%。
13.s2、合成的γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷粗品与水（水量与z2的投入量质量比1：1）搅拌混合，之后静置10min分层，下层含盐水相送污水处理，上层油相进行脱水处理，脱水后粗品质量为596.6g。
14.s3、脱水后的粗品在真空度-0.07mpa~0.1mpa、温度150~200℃的条件下精馏，得到γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷精品。精品质量为572g，以z2量计收率（即精馏出的产品质量/z2的投入量）为1.1917。
实施例2
15.γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法，按如下步骤进行：s1、在温度150℃、压力0~0.3mpa条件下，将氯丙基三甲氧基硅烷（简称z2，其中原料中氯丙基三甲氧基硅烷有效成分含量为99.34%）480g、甲基丙烯酸钠盐260g、催化剂（吡啶）1.8g和阻聚剂（对叔丁基邻苯二酚）0.8g直接反应合成得到γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷粗品，粗品含量为97.86%。
16.s2、合成的γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷粗品与水（水量与z2的投入量质量比1：1）搅拌混合，之后静置10min分层，下层含盐水相送污水处理，上层油相进行脱水处理，脱水后粗品质量为585g 。
17.s3、脱水后的粗品在真空度-0.07mpa~0.1mpa、温度150~200℃的条件下精馏，得到γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷精品。精品质量为563g，以z2量计收率为1.1729。
实施例3
18.γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法，按如下步骤进行：s1、在温度150℃、压力0~0.3mpa条件下，将氯丙基三甲氧基硅烷（简称z2，其中原料中氯丙基三甲氧基硅烷有效成分含量为99.34%）480g、甲基丙烯酸钠盐260g、催化剂（季铵碱）1.8g和阻聚剂（2，5-二叔丁基对苯二酚）0.8g直接反应合成得到γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷粗品，粗品含量为98.37%。
19.s2、合成的γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷粗品与水（水量与z2的投入量质量
比1：1）拌混合，之后静置分层，下层含盐水相送污水处理，上层油相进行脱水处理，脱水后粗品质量为588g。
20.s3、脱水后的粗品在真空度-0.07mpa~0.1mpa、温度150~200℃的条件下精馏，得到γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷精品。精品质量为568g，以z2量计收率为1.1809。
实施例4
21.γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法，按如下步骤进行：s1、在温度130℃、压力0~0.3mpa条件下，将氯丙基三甲氧基硅烷（简称z2，其中原料中氯丙基三甲氧基硅烷有效成分含量为99.34%）480g、甲基丙烯酸钠260g、催化剂（四丁基溴化铵）1.8g和阻聚剂（对羟基苯甲醚）0.8g直接反应合成得到γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷粗品，粗品含量为96.18%。
22.s2、合成的γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷粗品与水（水量与z2的投入量质量比1：1）搅拌混合，之后静置10min分层，下层含盐水相送污水处理，上层油相进行脱水处理，脱水后粗品质量为585.8g。
23.s3、脱水后的粗品在真空度-0.07mpa~0.1mpa、温度150~200℃的条件下精馏，得到γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷精品。精品质量为545.6g，以z2量计收率（即精馏出的产品质量/z2的投入量）为1.1367。
24.对比例1s1、在温度138℃、压力0~0.3mpa条件下，将氯丙基三甲氧基硅烷（简称z2，其中原料中氯丙基三甲氧基硅烷有效成分含量为99.34%）480g、甲基丙烯酸钠盐260g、催化剂（四丁基溴化铵）1.8g和阻聚剂（对羟基苯甲醚）0.8g直接反应合成得到γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷粗品，粗品含量为96.52%。
25.s2、合成的γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷粗品加入溶剂dmf 96g，过滤后粗品质量为508.4g。
26.s3、过滤后的粗品在真空度-0.07mpa~0.1mpa、温度150~200℃的条件下精馏，得到γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷精品。精品质量为465.8g，以z2量计收率为0.97。
27.最后，需要注意的是：以上列举的仅是本发明的优选实施例，当然本领域的技术人员可以对本发明进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均应认为是本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：s1、在催化剂条件下利用甲基丙烯酸钠或甲基丙烯酸钾与氯代烷烃硅烷直接反应合成γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷粗品；s2、合成的γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷粗品与水搅拌混合，之后静置分层，下层含盐水相送污水处理，上层油相进行脱水处理；s3、脱水后的粗品进行精馏，得到γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷精品。2.根据权利要求1所述的γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法，其特征在于，s1中合成反应温度100~180℃，压力为0~0.3mpa。3.根据权利要求1所述的γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法，其特征在于，s1中氯代烷烃硅烷为：氯丙基三甲氧基硅烷、氯丙基三乙氧基硅烷、氯甲基甲基二甲氧基硅烷、氯丙基甲基二乙氧基硅烷中任意一种或两种以上。4.根据权利要求1所述的γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法，其特征在于，s1中还加入了阻聚剂，阻聚剂为对羟基苯甲醚、对叔丁基邻苯二酚、2，5-二叔丁基对苯二酚、2-叔丁基对苯二酚中任意一种。5.根据权利要求1所述的γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法，其特征在于，具有高效酰化作用的催化剂。6.根据权利要求5所述的γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法，其特征在于，催化剂为四丁基溴化铵、四丙基溴化铵、吡啶、季铵碱、苄基三乙基氯化铵中任意一种。7.根据权利要求1所述的γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法，其特征在于，s3精馏在真空度-0.07mpa~0.1mpa、温度150~200℃的条件下进行。

技术总结
本发明公开了一种γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷的制备方法，涉及γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷氧基硅烷制备技术领域。本发明利用甲基丙烯酸钾或甲基丙烯酸钠与氯代烷烃硅烷反应，原料易得；反应过程无溶剂参与，无需溶剂回收，避免人员接触，造成人身伤害，且工艺路线缩短，操作更加简单；使用水洗工艺，产品回收的更加彻底，收率相比较高，每批次投入量2400kg,产出2750~2780kg，平均每批次较原工艺多采出产品80kg左右；使用高效的有机胺类催化剂，反应时间短，粗品含量高。粗品含量高。


技术研发人员：陈辉 刘嵚 李庆 高胜波 吴明磊 王洪涛 陈万江
受保护的技术使用者：唐山三孚新材料有限公司
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/7/25