專利名稱：烷氧基硅烷高沸物用脫色劑及脫色方法
技術領域：
本發明涉及烷氧基硅烷高沸物用脫色劑及脫色方法，屬于有機硅生產技術領域。
背景技術：
烷氧基硅烷主要是采用四氯化硅和低級脂肪醇反應，通過反應后中和、蒸餾及過濾等步驟而制得。它是一種重要的有機硅中間體，廣泛用于軍事、航空航天、內燃機、發電設備、電訊機械、IT通信、建筑等行業。烷氧基硅烷高沸物是加熱蒸餾后所殘留的產品，其形成主要原因有一是低級脂肪醇經過高溫氧化為含有醛酮類顯色基團的雜質，致使產品顏色急劇加深；二是原料及生產設備中附帶出的金屬類雜質在高溫加熱中與有機物結合而形成有色物質。因此，得到的烷氧基硅烷高沸物產品往往帶有顏色，一般呈黃色，嚴重的呈深褐至炭黑色，嚴重影響了產品的純度和質量，同時影響了產品的感官性能。吸附法是工業上應用最為廣泛的脫色方法，是利用某些吸附劑對某些色素有選擇的吸附從而除去產品內色素及其他雜質的方法，常見的吸附劑有活性炭、酸性白土、硅藻土和分子篩等。本發明的發明人前期的研究工作提出了一種烷氧基硅烷低聚物的脫色方法，采用白炭黑對烷氧基硅烷低聚物進行脫色。包括以下步驟a將白炭黑干燥至恒重；b將干燥后的白炭黑添加到烷氧基硅烷低聚物中脫色，白炭黑的比表面積為40 340m2/g ；c過濾，得到脫色的烷氧基硅烷低聚物。該法對大部分烷氧基硅烷低聚物的脫色效果較好。但是烷氧基硅烷高沸物是加熱蒸餾后所殘留的產品，其色度很大，通常都在800 以上，采用該法處理后，烷氧基硅烷高沸物產品為淺黃色，其色度均在200以上，無法達到產品外觀的要求。基于此問題，本發明的發明人針對顏色較深的高沸物的脫色進行了研究，嘗試采用硅藻土、活性炭、活性白土和分子篩等為脫色劑。在研究過程中，發明人意外地發現，單獨采用硅藻土為吸附劑用于烷氧基硅烷高沸物的脫色，并不能達到很好的脫色效果，而補加一定量的膨潤土則可以顯著地降低產品色度。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種專門針對烷氧基硅烷高沸物的脫色劑及脫色方法，該方法脫色效率高、可以顯著地降低產品色度。本發明的技術方案烷氧基硅烷高沸物脫色劑，其特征在于它是由下列重量配比的組分組成硅藻土和膨潤土的重量配比0. 3 20 I。
作為本發明優選的方案I 5 : 1，更優選2 5 : I。膨潤土的用量不宜過多，過多會造成收率降低及成本相應升高，過少則會造成脫色效果不達標。其中，所述烷氧基硅烷高沸物脫色劑的使用量為30_50kg/1000kg烷氧基硅烷高沸物。作為本發明優選的方案，所述脫色劑中還可加入氟化鹽為助劑。氟化鹽能有效絡合物料及生產設備中腐蝕或磨損帶出的重金屬離子，然后該金屬離子在吸附劑的作用下去除。所述助劑的使用量為0. 05 0. 5kg/1000kg烷氧基硅烷高沸物。所述氟化鹽可以是氟化鉀或氟化鈉。本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種針對烷氧基硅烷高沸物的脫色方法，包括以下操作步驟I.將脫色原料硅藻土、膨潤土和氟化鹽干燥至恒重；優選溫度100 130°C。2.將干燥后冷卻到室溫的硅藻土和膨潤土按下列重量配比混合得到硅藻土和膨潤土復配物，添加到烷氧基硅烷高沸物中進行脫色；脫色溫度25 90°C，優選的，50 700C ;脫色時間為10 30min。硅藻土 膨潤土 = 0. 3 20 1，優選I 5 1，更有選2 5 I。硅藻土和膨潤土復配物的使用量為30 50kg/1000kg烷氧基硅烷高沸物。由于膨潤土除其本身也具有一定的吸附性外，還具有擴容作用，在溶劑中浸泡后而使層間膨脹、分散，并形成卡層屋結構的觸變體，具有高度穩定性而起防止沉淀的作用。 使硅藻土顆粒充分懸浮于溶液中，從而提高硅藻土和其本身的吸附效果。脫色時間以10 30min為宜,優選10-20min。因為時間太短造成脫色效果不佳， 二時間太長造成生產效率低，且產物損失量較大。3.然后再加入一定比例的氟化鹽,繼續攪拌10 50min,優選20_30min過濾即可。其中氟化鹽的加入量為0. 05-0. 5kg/1000kg烷氧基硅烷高沸物。所述氟化鹽可以是氟化鉀、氟化鈉。氟化鹽可有效絡合原料及生產設備中腐蝕及磨損帶出的重金屬離子，在吸附劑的作用下將其有效去除。本發明的有益效果(I)本發明的脫色方法所采用的脫色劑原料硅藻土、膨潤土易得，添加劑氟化鹽用量小，成本低；(2)本發明方法脫色效果好，收率高；(3)本發明方法無雜質殘留，操作程序簡單，對烷氧基硅烷高沸物產品的純度和質量均無不良影響，過濾速度快，成本低廉。
具體實施例方式本發明的發明人針對顏色較深的高沸物的脫色進行了大量研究，嘗試采用硅藻土、活性炭、活性白土和分子篩等為脫色劑。在研究過程中，發明人意外地發現，單獨采用硅藻土為吸附劑用于烷氧基硅烷高沸物的脫色，并不能達到很好的脫色效果，而加入一定量的膨潤土則可以顯著地降低產品色度，再使用少量的氟化鹽則可以實現將重金屬離子絡合后被有效吸附去除而再降低產品色度。但換用其他絡合劑如EDTA則不能達到如氟化鹽的效果，這可能是溶劑介質環境造成結果有所差異。本發明烷氧基硅烷高沸物脫色劑，其特征在于它是由下列重量配比的組分組成硅藻土和膨潤土的重量配比0. 3 20 I。作為本發明優選的方案I 5 : 1，更優選2 5 : I。膨潤土的用量不宜過多，過多會造成收率降低及成本相應升高，過少會造成脫色效果不達標。其中，所述烷氧基硅烷高沸物脫色劑的使用量為30_50kg/1000kg烷氧基硅烷高沸物。膨潤土的層間陽離子種類決定膨潤土的類型，層間陽離子為Na+時稱鈉基膨潤土 ；層間陽離子為Ca2+時稱鈣基膨潤土 ；層間陽離子為H+時稱氫基膨潤土，經無機酸化處理，再經水漂洗、干燥制成的吸附劑，外觀為乳白色粉末，無臭，無味，無毒，吸附性能很強， 能吸附有色物質和有機物質；層間陽離子為有機陽離子時稱有機膨潤土。膨潤土在各類有機溶劑、油類、液體樹脂中具有良好的增稠性、觸變性、懸浮穩定性、高溫穩定性、潤滑性、成膜性，耐水性及化學穩定性，在工業中有重要的應用價值。資源豐富、低成本是它們最大的優勢。國外已在工農業生產24領域100多個部門中應用，有300多個產品，因而人們稱之為“萬能土”。本發明最好使用氫基膨潤土、有機膨潤土，因為膨潤土中的氫離子及有機陽離子對色素基團產生的額外的化學鍵能作用而提高了脫色劑對色素基團的吸附能力。作為本發明優選的方案，所述脫色劑中還可加入氟化鹽為助劑。氟化鹽能有效絡合物料及生產設備中腐蝕或磨損帶出的重金屬離子，然后該金屬離子在吸附劑的作用下去除。所述助劑的使用量為0. 05 0. 5kg/1000kg烷氧基硅烷高沸物。本發明針對烷氧基硅烷高沸物的脫色方法，包括以下操作步驟I.將脫色原料硅藻土、膨潤土和氟化鹽干燥至恒重；優選溫度100 130°C。干燥的目的是脫水，若不進行脫水，會有造成脫色劑帶入水分而導致烷氧基硅烷高沸物再聚合。 干燥的溫度不宜過高，過高會導致脫色劑的內部結構塌陷而降低甚至失去吸附性能。2.將干燥后冷卻到室溫的硅藻土和膨潤土按下列重量配比混合得到硅藻土和膨潤土復配物，添加到烷氧基硅烷高沸物中進行脫色；脫色溫度25 90°C，優選的，50 700C ;脫色時間為10 30min。本領域技術人員知道脫色過程需不停地攪拌。硅藻土 膨潤土= I 20 1，優選I 5 1，更有選2 5 I。硅藻土和膨潤土復配物的使用量為30 50kg/1000kg烷氧基硅烷高沸物。由于膨潤土除其本身也具有一定的吸附性外，還具有擴容作用，在溶劑中浸泡后而使層間膨脹、分散，并形成卡層屋結構的觸變體，具有高度穩定性而起防止沉淀的作用。 使硅藻土顆粒充分懸浮于溶液中，從而提高硅藻土和其本身的吸附效果。膨潤土的用量不宜過多，過多會造成收率降低及成本相應升高，過少會造成脫色效果不達標。脫色時間以10 30min為宜,優選10_20min。因為時間太短造成脫色效果不佳,
二時間太長造成生產效率低，且產物損失量較大。3.然后再加入一定比例的氟化鹽，繼續攪拌10 50min，過濾即可。其中氟化鹽的加入量為0. 05-0. 5kg/1000kg烷氧基硅烷高沸物。所述氟化鹽可以是氟化鉀或氟化鈉。
氟離子能與金屬離子形成絡合離子的化合物。絡合物的絡合穩定常數是絡合與離解可逆反應平衡的常數。穩定常數越低，絡合物解離的金屬離子越多，穩定常數越高，絡合物解離的金屬離子越少，甚至不解離，而且絡合物不會在氧化還原反應中變價。絡合容量 (絡合能力)是指每克絡合劑可絡合多少金屬離子的量，絡合容量越高，其絡合能力越強。 絡合劑在不同PH值的穩定性，即不同pH值時穩定常數的變化，是絡合劑的另一重要性能。 有些絡合劑的絡合能力在不同pH值變化很大，有的甚至會水解、分解或發生反應而失去絡合力。因此使用時應有選擇性。本發明以氟化鹽為絡合劑，將烷氧基硅烷高沸物中或生產設備中腐蝕及磨損帶出的重金屬離子絡合形成絡合物，在吸附劑的作用下將該絡合物除去，可進一步降低烷氧基硅烷高沸物的色度。以下是具體實施例和對比例，進一步說明硅藻土加入一定量的膨潤土可以顯著地降低產品色度，再使用少量的氟化鹽則可以實現將重金屬離子絡合后被吸附去除而再降低產品色度。但換用其他絡合劑如EDTA則不能達到如氟化鹽的效果，這可能是溶劑介質環境造成結果有所差異。實施例I將選用的硅藻土和膨潤土放入烘干設備中，烘干至恒重，取出后放入干燥容器內自然冷卻備用。在脫色釜中放入中性色度1000的烷氧基硅烷高沸物lOOOKg，調節釜溫至 25°C，然后加入混勻30Kg，其中硅藻土 膨潤土配比為20 : I。攪拌10分鐘后加入0. IKg 氟化鈉，再繼續攪拌10分鐘。壓濾得到色度50、收率93%的產品。對比例I同實施例I，唯不同的是不加膨潤土。前部加料條件同實施例1，調節釜溫至25°C，然后加入30Kg的硅藻土。攪拌10分鐘后加入0. IKg氟化鈉,再繼續攪拌10分鐘。壓濾得到色度130、收率93%的產品。對比例2同實施例1，唯不同的是不加氟化鹽。前部加料條件同實施例1，調節釜溫至25°C，然后加入混勻的復合物30Kg，其中硅藻土 膨潤土配比為20 : I。攪拌20分鐘。壓濾得到色度110、收率94%的產品。對比例3同實施例1，唯不同的是不加膨潤也不加氟化鹽。前部加料條件同實施例1，調節釜溫至25°C，然后加入30Kg硅藻土。攪拌20分鐘。壓濾得到色度100、收率92%的產品。對比例4同實施例1，唯不同的是攪拌時間不一樣。前部加料條件同實施例1，調節釜溫至25°C，然后加入30Kg的硅藻土。攪拌5分鐘后加入0. IKg氟化鈉,再繼續攪拌5分鐘。壓濾得到色度80、收率96%的產品。
對比例5
同對比例4，唯不同的是攪拌時間不一樣。
前部加料條件同實施例1，調節釜溫至25°C，然后加入30Kg的硅藻土。攪拌30分鐘后加入0. IKg氟化鈉,再繼續攪拌30分鐘。
壓濾得到色度45、收率88%的產品。
對比例6
同對比例I，唯不同的是加氟化鉀。
前部加料條件同實施例1，調節釜溫至25°C，然后加入30Kg的硅藻土。攪拌10分鐘后加入0. IKg氟化鉀,再繼續攪拌10分鐘。
壓濾得到色度75、收率96%的產品。
實施例2
前部加料條件同實施例I，調節釜溫至25°C，然后加入混勻40Kg的復合物，其中硅藻土膨潤土配比為15 I。攪拌10分鐘后加入0.5Kg氟化鈉，再繼續攪拌10分鐘。
壓濾得到色度40、收率93%的產品。
實施例3
前部加料條件同實施例I，調節釜溫至70°C，然后加入混勻的40Kg的復合物，其中娃藻土:膨潤土配比為3 I。攪拌20分鐘后加入0. 3Kg氟化鈉，再繼續攪拌20分鐘。
壓濾得到色度10、收率93%的產品。
實施例4
前部加料條件同實施例I，調節釜溫至25 °C，然后加入混勻的50Kg的復合物，其中娃藻土:膨潤土配比為2 I。攪拌10分鐘后加入0. IKg氟化鈉，再繼續攪拌10分鐘。
壓濾得到色度15、收率90%的產品。
實施例5
前部加料條件同實施例I，調節釜溫至50°C，然后加入混勻的40Kg的復合物，其中娃藻土:膨潤土配比為5 I。攪拌10分鐘后加入0. 3Kg氟化鈉，再繼續攪拌20分鐘。
壓濾得到色度20、收率92%的產品。
實施例6
前部加料條件同實施例I，調節釜溫至30°C，然后加入混勻的50Kg的復合物，其中娃藻土:膨潤土配比為I : I。攪拌20分鐘后加入0. IKg氟化鈉，再繼續攪拌30分鐘。
壓濾得到色度去除率40、收率90 %的產品。
實施例7
前部加料條件同實施例1，調節釜溫至90°C，然后加入混勻的50Kg的復合物，其中娃藻土:膨潤土配比為I : 3。攪拌10分鐘后加入0. 3Kg氟化鈉，再繼續攪拌20分鐘。
壓濾得到色度20、收率85%的產品。
實施例8
前部加料條件同實施例I，調節釜溫至25 °C，然后加入混勻的40Kg的復合物，其中娃藻土:膨潤土配比為3 I。攪拌20分鐘后加入0. 3Kg氟化鈉，再繼續攪拌10分鐘。
壓濾得到色度30、收率93%的產品。
實施例9
前部加料條件同實施例1，調節釜溫至25°c，然后加入混勻的40Kg的復合物，其中娃藻土膨潤土配比為20 : I。攪拌10分鐘后加入0. IKg氟化鈉，再繼續攪拌30分鐘。
壓濾得到色度40、收率93%的產品。
實施例10
前部加料條件同實施例1，調節釜溫至25°C，然后加入混勻30Kg，其中硅藻土膨潤土配比為20 : I。攪拌10分鐘后加入0. 05Kg氟化鈉，再繼續攪拌10分鐘。
壓濾得到色度60、收率96%的產品。
實施例11
前部加料條件同實施例1，調節釜溫至25°C，然后加入混勻30Kg，其中硅藻土膨潤土配比為20 I。攪拌10分鐘后加入0.5Kg氟化鈉，再繼續攪拌10分鐘。
壓濾得到色度40、收率95%的產品。
權利要求
1.烷氧基硅烷高沸物用脫色劑，其特征在于它是由下列重量配比的硅藻土和膨潤土混合而成的復配物硅藻土和膨潤土的重量配比0. 3 20 I。
2.根據權利要求I所述的烷氧基硅烷高沸物用脫色劑，其特征在于硅藻土和膨潤土的重量配比為娃藻土 膨潤土 = I 5 : I,優選的是娃藻土 膨潤土 = 2 5 I。
3.根據權利要求I或2所述的烷氧基硅烷高沸物用脫色劑，其特征在于每IOOOkg烷氧基硅烷高沸物使用30 50kg硅藻土和膨潤土復配物。
4.根據權利要求3所述的燒氧基娃燒聞沸物用脫色劑,其特征在于每IOOOkg燒氧基硅烷高沸物中添加氟化鹽O. 05 O. 5kg ;所述氟化鹽為氟化鉀或氟化鈉。
5.烷氧基硅烷高沸物的脫色方法，其特征在于包括以下操作步驟a.將硅藻土和膨潤土按下列重量配比混合得到硅藻土和膨潤土復配物硅藻土膨潤土 = O. 3 20 I ;每IOOOkg烷氧基硅烷高沸物用30 50kg硅藻土和膨潤土復配物；b.將硅藻土和膨潤土復配物添加到烷氧基硅烷高沸物中進行脫色，脫色時間為10 30min ；C.然后每IOOOkg烷氧基硅烷高沸物加入O. 05-0. 5kg氟化鹽，繼續攪拌脫色10 50min,過濾即可。
6.根據權利要求5所述烷氧基硅烷高沸物的脫色方法，其特征在于步驟a中所述硅藻土 膨潤土的重量配比為娃藻土 膨潤土 = I 5 : I,優選的是娃藻土 膨潤土 = 2 5 I。
7.根據權利要求6所述燒氧基娃燒聞沸物的脫色方法,其特征在于每IOOOkg燒氧基硅烷高沸物用40-50kg硅藻土和膨潤土復配物。
8.根據權利要求5所述烷氧基硅烷高沸物的脫色方法，其特征在于步驟b所述脫色時間為10-20min。
9.根據權利要求5所述烷氧基硅烷高沸物的脫色方法，其特征在于步驟c中所述氟化鹽為氟化鉀或氟化鈉，每IOOOkg烷氧基硅烷高沸物加入O. 1-0. 3kg氟化鹽。
10.根據權利要求9所述烷氧基硅烷高沸物的脫色方法，其特征在于步驟C加入氟化鹽后攪拌脫色20-30min。
全文摘要
本發明涉及一種烷氧基硅烷高沸物用脫色劑及脫色方法，屬于有機硅生產技術領域。本發明針對烷氧基硅烷高沸物脫色難的問題提供一種脫色效率高、可以顯著地降低產品色度的脫色劑及脫色方法。本發明將硅藻土和膨潤土按硅藻土∶膨潤土＝0.3～20∶1的重量配比混合得到硅藻土和膨潤土復配物，將其添加到烷氧基硅烷高沸物中進行脫色，脫色時間為10～30min；然后加入0.05-0.5kg氟化鹽，繼續攪拌脫色10～50min，過濾即可。采用本發明的脫色方法原料硅藻土、膨潤土易得，添加劑氟化鹽用量小，成本低，過濾速度快，重要的是可以顯著地降低產品色度，且收率高。
文檔編號B01J20/14GK102580668SQ20121003718
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月17日 優先權日2012年2月17日
發明者孫建廳, 易家寶, 牟浩斌, 鄒振 申請人:四川銀邦硅業有限公司