【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种三（三甲基硅基）磷酸酯的合成方法，具体涉及一种反应温度温和、反应成本低的三（三甲基硅基）磷酸酯的合成方法，属于锂离子电池电解液添加剂。
技术介绍
1、三（三甲基硅基）磷酸酯（tmsp）可以用作锂离子电池电解液添加剂，它
2、能在高镍三元正极材料表面氧化分解，生成一层主要由硅酸盐（富含导锂离子性能好的）和无机碳酸锂（电化学稳定）组成的正极固体电解质界面(cei)膜。由于其中电解液分解产物(有机碳酸锂和氟化锂)含量较少，加入 tmsp 后形成的 cei 膜薄而均匀，能够很好降低充放电过程的极化电压，隔离电解液和正极的接触，减少电解液分解，抑制金属离子的溶出，稳定正极晶体结构，使高镍三元正极材料能够在4.5v高电压循环时仍然保持良好的循环性能和倍率性能。
3、关于三（三甲基硅基）磷酸酯的合成方法，国内外已经有不少报道。总结目前的专利文献，研究者们选择不同的反应原料、溶剂、催化剂以及反应温度等条件，对三（三甲基硅基）磷酸酯的生产工艺进行了优化开发。现有方法主要是：一、采用六甲基二硅氧烷和五氧化二磷或磷酸为反应原料，高温加热或回流反应，得到三(三甲基硅基)磷酸酯，这种反应过程需要在较高温度下进行，整个过程比较危险，能耗大，反应时间长，收率低。二、将三甲基氯硅烷加入到除去游离水的磷酸中，搅拌升温回流反应，反应蒸馏后再进行减压蒸馏得到三（三甲基硅基）磷酸酯。该法收率有了明显提高（84%~85%），但反应过程中温度仍较高，并且获得的三（三甲基硅基）磷酸酯纯度较低。三、六甲基二硅氮烷和磷酸盐在相催化剂的作
4、因此，开发反应温度低、高纯度、高收率的生产工艺来制备三（三甲基硅基）磷酸酯具有重要的意义。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种三（三甲基硅基）磷酸酯的合成方法，该方法以磷酸盐和三甲基硅基乙酸为原料反应制备三（三甲基硅基）磷酸酯，反应温度低、所得产品收率和纯度较高，生产成本低，适合工业化应用。
2、本专利技术具体技术方案如下：
3、一种三（三甲基硅基）磷酸酯的合成方法，该方法是将三甲基硅基乙酸、磷酸盐、相转移催化剂和有机溶剂混合，在流动的惰性气体气氛下进行反应；反应后过滤，滤液蒸馏得到三（三甲基硅基）磷酸酯。
4、进一步的，本专利技术以三甲基硅基乙酸和磷酸盐为原料进行反应，通过反应生成三（三甲基硅基）磷酸酯，反应式如下：
5、
6、进一步的，三甲基硅基乙酸、磷酸盐、相转移催化剂和有机溶剂的混合顺序无特别要求，可以先将磷酸盐、相转移催化剂和有机溶剂混合，再加入三甲基硅基乙酸；也可以先将三甲基硅基乙酸、磷酸盐和有机溶剂混合，再加入相转移催化剂；还可以将三甲基硅基乙酸、磷酸盐、相转移催化剂同时加入有机溶剂中。
7、进一步的，所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二铵、磷酸氢二钠等中的至少一种，优选为磷酸二氢铵。
8、进一步的，三甲基硅基乙酸与磷酸二氢铵的摩尔比为3～4：1，例如 3:1、3.2:1、3.4:1、3.6:1、3.8:1、4:1。
9、进一步的，所述相转移催化剂为季铵盐类催化剂。季铵盐类催化剂可以为苄基三丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基醋酸铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基氯化吡啶、十六烷基三甲基氯化铵等中的至少一种。优选的，相转移催化剂为四丁基氯化铵、十二烷基氯化吡啶或十二烷基三甲基氯化铵，具有更好的收率。
10、进一步的，相转移催化剂的质量为三甲基硅基乙酸质量的0.3%~0.6%，例如0.3%、0.4%、0.5%、0.6%。
11、进一步的，所述有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸乙烯酯、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、乙腈、丙酮等中的至少一种。优选的，有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯或丙酮，具有更好的收率。
12、进一步的，三甲基硅基乙酸与有机溶剂的质量体积比为1g：1.5～3ml，例如1g：1.5ml、1g：2.0ml、1g：2.5ml、1g：3.0ml。
13、进一步的，将三甲基硅基乙酸、磷酸盐、相转移催化剂和有机溶剂混合，通入惰性气体，然后升至反应温度进行反应。反应温度为25℃～60℃，例如25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃。反应时间一般为8～24h，例如8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h、22h、24h。
14、进一步的，反应过程中，惰性气体连续的通入反应体系中，因为生成物对空气中的水分比较敏感，因此需要通入惰性气体进行保护。所述惰性气体为氮气或氩气，优选为氮气。惰性气体按照0.5~2.0m3/h的速度连续通入反应体系中，例如0.5m3/h、1.0m3/h、1.5m3/h、2.0m3/h。
15、进一步的，反应后，将反应液先过滤除去相转移催化剂，所得滤液在5~10mmhg条件下进行减压蒸馏，收集110~128℃的馏分，即为三（三甲基硅基）磷酸酯。
16、本专利技术使用三甲基硅基乙酸与磷酸盐通过相转移催化剂来催化制备三（三甲基硅基）磷酸酯，与现有技术相比，具有以下优点：
17、1、使用三甲基硅基乙酸，反应温度较低，危险性小，能耗低，成本低；
18、2、利用季铵盐类催化剂与有机溶剂配合反应，经过经过催化剂和有机溶剂的优选，使得三（三甲基硅基）磷酸酯收率进一步提高；
19、3、本专利技术生产的产品纯度较高，收率可达95%以上，且工艺简单，反应条件温和，便于工业化生产。
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1.一种三（三甲基硅基）磷酸酯的合成方法，其特征是：将三甲基硅基乙酸、磷酸盐、相转移催化剂和有机溶剂混合，在流动的惰性气体气氛下进行反应；反应后过滤，滤液蒸馏得到三（三甲基硅基）磷酸酯。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是：所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二铵、磷酸氢二钠中的至少一种，优选为磷酸二氢铵。
3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征是：三甲基硅基乙酸与磷酸二氢铵的摩尔比为3～4：1。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是：所述相转移催化剂为季铵盐类催化剂，优选为苄基三丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基醋酸铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基氯化吡啶、十六烷基三甲基氯化铵中的至少一种，更优选为四丁基氯化铵、十二烷基氯化吡啶或十二烷基三甲基氯化铵。
5.根据权利要求1或4所述的合成方法，其特征是：相转移催化剂的质量为三甲基硅基乙酸质量的0.3%~0.6%。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是：所述有机溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙
7.根据权利要求1或6所述的合成方法，其特征是：三甲基硅基乙酸与有机溶剂的质量体积比为1g：1.5～3mL。
8.根据权利要求1、2、4或6所述的合成方法，其特征是：反应温度为25℃～60℃；优选的，反应时间为8～24h。
9.根据权利要求1、2、4或6所述的合成方法，其特征是：惰性气体按照0.5~2.0m3/h的速度通入反应体系中；优选的，惰性气体为氮气或氩气。
10.根据权利要求1、2、4或6所述的合成方法，其特征是：滤液在5~10mmHg条件下进行减压蒸馏，收集110~128℃的馏分，即为三（三甲基硅基）磷酸酯。
...【技术特征摘要】
1.一种三（三甲基硅基）磷酸酯的合成方法，其特征是：将三甲基硅基乙酸、磷酸盐、相转移催化剂和有机溶剂混合，在流动的惰性气体气氛下进行反应；反应后过滤，滤液蒸馏得到三（三甲基硅基）磷酸酯。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是：所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二铵、磷酸氢二钠中的至少一种，优选为磷酸二氢铵。
3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征是：三甲基硅基乙酸与磷酸二氢铵的摩尔比为3～4：1。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是：所述相转移催化剂为季铵盐类催化剂，优选为苄基三丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基醋酸铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十二烷基氯化吡啶、十六烷基三甲基氯化铵中的至少一种，更优选为四丁基氯化铵、十二烷基氯化吡啶或十二烷基三甲基氯化铵。
5.根据权利要求1或4所述的合成方法，其特征是：相转...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡圣英，马德龙，韩涛，张广振，李道彬，董瑞国，王鑫，梁甲乐，
申请(专利权)人：山东阳谷华泰化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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