3-巯丙基三乙氧基硅烷的一种合成方法

背景技术

3-疏丙基三乙氧基硅烷偶联剂是一种带有巯基功能团的含硫硅烷偶联剂。其用于金、银、铜等金属表面处理,可增强其表面的耐腐性、抗氧化性以及增加其与树脂等高分子的粘接性。在橡胶工业中,常用于处理白炭黑、炭黑、玻璃纤维、云母等无机填料,能有效提高橡胶的力学性能和耐磨性能。纺织上可用于织物的防缩整理。

目前,国内3-巯丙基三乙氧基硅烷的生产方法主要有两种工艺。一种工艺是:利用烘烤干燥后的硫脲与3-氯丙基三乙氧基硅烷在催化剂作用下升温搅拌反应生成脒基盐中间体,此中间体再与氨反应生成胍盐和3-巯丙基三乙氧基硅烷产品。接着过滤分离胍盐,滤液通过减压蒸馏得到3-疏丙基三乙氧基硅烷产品。

另一种工艺是:将硫化氢气体通入乙醇钠的乙醇溶液反应生成硫氢化钠的乙醇溶液,再加入3-氯丙基三乙氧基硅烷,反应生成氯化钠和3-巯丙基三乙氧基硅烷,过滤氯化钠、滤液通过蒸馏即得3-巯丙基三乙氧基硅烷产品。

上述两种生产方式主要的缺点是:前一种工艺产生副产物胍盐的量比较大、胍盐和产品臭味大,对环境的污染较大;后一种工艺中使用的硫化氢气体为一种剧毒的气体,其生产安全风险高、安全隐患大。

合成方法

在3000ml的四口烧瓶中,装上冷凝管、机械搅拌、温度计和水浴加热锅。将质量含量为70%的片状硫氢化钠固体480g与自来水600g投入烧瓶中,常温搅拌10分钟,使硫氢化钠溶解形成黄色透明的硫氢化钠水溶液。接着升温到60~65℃,向烧瓶中投入95g碳酸氢钠粉末搅拌5分钟，其碳酸氢钠溶解后反应体系的PH为9~10。继续升温到80~85℃,加入45g的苄基三丁基氯化铵作为相转移催化剂,在80~85℃条件下滴加1450g的3-氯丙基三乙氧基硅烷搅拌反应,3-氯丙基三乙氧基硅烷的滴加时间为2小时左右。滴加完后继续反应8小时,取上层有机相粗品用气相色谱检测,此时3-氯丙基三乙氧基硅烷含量为1.8%。接着继续保温搅拌反应1小时后停止反应,温度降到室温;将物料转移到分液漏斗静置分层,静置时间2小时,分出下层水相得上层黄色的有机相粗品。向有机相粗品中加入75g的无水硫酸镁干燥8小时,得到1402g干燥后的3-巯丙基三乙氧基硅烷偶联剂粗品。

将3-巯丙基三乙氧基硅烷偶联剂粗品在90~100℃下、2mmHg真空度条件下进行减压蒸馏，得到1280g无色透明的3-巯丙基三乙氧基硅烷偶联剂产品(成品)，未蒸馏出的高沸物为150g。3-疏丙基三乙氧基硅烷偶联剂产品收率为88.9%,经气相色谱检测,产品中3-巯丙基三乙氧基硅烷偶联剂的含量为98.2%。

参考文献

[1]荆州市江汉精细化工有限公司. 一种3-巯丙基三乙氧基硅烷偶联剂的制备方法:CN201310396681.3[P]. 2013-11-27.