一种有机硅单体合成用黄铜复合粉助催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及用于合成有机硅单体的助催化剂的领域，具体地，涉及一种黄铜复合粉助催化剂及其制备方法。所述方法包括以下步骤：将43.5-67.5wt%的金属铜、32.5-56.5wt%的金属锌、0-5wt%含锡物质和0-10wt%含磷物质，充分混合均匀；在一定气氛保护下进行烧结处理，淬火后，将所得合金块进行时效处理；最后，经过粉碎、研磨和筛分，得到黄铜复合粉。该复合粉末是一种Cu-Zn固溶体，所有粉末均由α相和β相两种相态组成；其在有机硅单体合成的催化反应中作为铜基催化剂的助催化剂时，可以使所用的铜基催化剂具有较高的催化活性和二甲基二氯硅烷的选择性，有助于提高二甲基二氯硅烷的产率，从而有助于提高现有有机硅单体设备的处理能力，降低生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于合成有机硅单体的助催化剂的领域，具体地，涉及。
技术介绍
工业上广泛使用的有机硅材料是指含有O-Si-O主链，并在Si原子上结合至少一个有机基团的高分子聚合物的总称；其兼具了无机材料(Si-O)和有机材料(Si-CH3)的双重性能，不仅在民用方面用途广泛，而且还有特殊的军事用途。有机硅产业链的上游是以Si粉和一氯甲烷(MeCl)为原料合成有机硅单体二甲基二氯硅烷(Me2SiCl2，简称M2),即Rochow直接合成法。作为制备有机娃产品最重要、用量最大的单体，M2成为有机娃工业的 基础和重要支柱。Rochow直接合成法作为M2最经济的合成途径，其反应过程为，Si粉、Cu基主催化剂和助催化剂混合均匀后，通入MeCl发生直接取代反应；此外，反应中还可能伴生热分解、歧化及氯硅烷水解等副反应，致使反应产物复杂，目的产物选择性较低。催化剂在直接合成有机氯硅烷中占有特别重要的地位，最有效的催化剂就是铜催化剂。目前，无论采用国产或是进口铜催化剂，均存在选择性或活性不高的问题；催化剂的活性常因加入少量的助催化剂而得以明显提高，同时适宜助催化剂的添加有利于降低副产物含量，从而提高M2的选择性及其收率；因此，在直接法合成有机氯硅烷中助催化剂的应用十分广泛。近年来，随着直接合成反应工艺条件和Cu基主催化剂制备方法的不断优化，助催化剂的类型和存在形态成为影响有机硅单体合成反应中M2选择性和时空收率的主要因素。从助催化剂应用的发展趋势来看，当Zn或Zn的化合物与其它元素或化合物共用作助催化剂时，可以获得更佳的催化效果。昆明硅环催化科技有限责任公司(CN 101811057A)采用球磨和化学沉淀法将稀土元素混入Cu基催化剂内，应用于单体合成反应中，可以获得较好的M2选择性和较高的触体产率。Alexander等(D. G. Alexander, R. S. Daniel. CatalLett, 2009，133:14-22)研究了 P，Zn和Sn等多组分混合触体对单体合成反应的影响，证实了多种助催化剂间存在一定的协同作用。蓝星有机硅法国公司(CN101341159A)和罗狄亚化学公司(CN1735623A)专利技术了一种金属铜或铜基化合物和助催化剂结合物的催化剂体系，助催化剂结合物包括金属锌、锡、铯、钾、铷、磷以及衍生自这些金属/类金属的化合物以及这些物质的混合物。SCM金属制品公司(US7323583B2和CN1812834A)将商业ZnO与氧化铜紧密接触并以分子间作用力结合形成附聚颗粒，进一步加工制得的催化剂上可选择性地增加M2产率。铜合金是以纯铜为基体加入一种或几种其它元素所构成的合金，常用的铜合金分为黄铜、白铜、青铜三大类。其中，黄铜是以锌为主要添加元素的铜合金，呈黄色，其中还经常添加如铝、镍、锰、锡、硅、铅等其它元素。白铜是以镍为主要添加元素的铜合金，其中经常添加如锰、铁、锌、铝等元素。青铜原指铜锡合金，后来除黄铜、白铜以外的铜合金均称青铜，并常在青铜名字前冠以第一主要添加元素的名，例如锡青铜、铝青铜、磷青铜等。铜合金具有优良的导电、导热、耐蚀性能，其应用非常广泛，几乎涉及所有工业部门。青岛化工学院(CN 1105288A)采用加热、蒸发、充气、碰撞及钝化等过程专利技术了一种纳米铜锌合金催化剂及其制备方法，该法真空度为10_5托，对设备要求高，需用专有的制备装置。黄铜和锡黄铜等系列铜合金，由于其具有较好的强度、成型性、耐摩擦性和耐腐蚀性等，在材料加工和粉末冶金方面具有广泛的应用，国 内许多专利(CN 1255167A,CN 101812611A.CN 1546701A和CN101638735A)就其加工性能及微量元素含量进行了深入的研究。铜的各类合金在固溶态下，分别存在a、0、e等多种不同相态，但有实际应用和研究价值的只是含有a相和3相两种相态的合金；同时具有a和0两种相态的合金粉末,其活性好,应用范围广。本专利技术拟提供一种新型铜基催化剂的助催化剂——黄铜复合粉。该黄铜复合粉，作为一种合金化合物，为Cu-Zn固溶体；它是在一定温度和气氛中，以原子尺度相混合所形成具有一定缺陷浓度且组成可变的结晶相固溶体；首次用作二甲基二氯硅烷催化合成反应的助催化剂。固溶体形成后，晶格结构发生畸变，所形成的晶体缺陷(间隙原子、空位、界面等)有高扩散通道的作用，使得电子扩散能降低，有利于原子迁移现象的发生。黄铜复合粉助催化剂是以固溶的方式使铜基主催化剂的Cu与助催化剂Zn、Sn和P等之间通过原子尺度掺杂形成强的相互作用，其组成中同时含有a相和3相两种相态，可提高甲基氯硅烷反应活性和M2选择性。本专利技术拟提供一种新型铜基催化剂的合金类助催化剂的制备方法。该方法工艺简单、条件温和、操作简便，易于实现规模化生产，同时可避免湿法合成过程中粒子易团聚的问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种有机硅单体合成用黄铜复合粉助催化剂的制备方法，所述方法包括以下步骤(I)将43. 5-67. 5wt%的金属铜、32. 5-56. 5wt%的金属锌、0_5wt%含锡物质和0-10wt%含磷物质充分混合均匀；(2)将步骤(I)得到的混合粉末，在保护气氛下，于450-850°C下进行烧结3min以上，淬火；(3)将步骤(2)得到的合金块，在保护气氛下，于80-500°C下进行时效处理，处理0-24h后淬火；(4)将步骤(3)得到的合金块，通过粉碎、研磨和筛分，即可得到黄铜复合粉。优选地，步骤(I)中所述含锡物质为锡与铜形成的中间合金和/或锡单质。优选地，步骤(I)中所述含磷物质为磷与铜形成的中间合金和/或磷单质。优选地，步骤(I)中所述金属铜、金属锌、含锡物质和含磷物质中的I种或至少2种为粉状，特别优选金属铜、金属锌、含锡物质和含磷物质都为粉状。步骤(I)中所述金属铜的加入量为例如43. 6wt%、43. 7wt%、43. 8wt%、45wt%、46wt%、50wt%、55wt%、60wt%、64wt%、65wt%、66wt%、67wt%、67. 3wt%、67. 4wt% 等，优选为45-65wt%，特别优选为 50-60wt%。步骤(I)中所述金属锌的加入量为例如32. 6wt%、32. 7wt%、32. 8wt%、33wt%、34wt%、35wt%、40wt%、45wt%、49wt%、56wt%、56. lwt%>56. 2wt%>56. 3wt%>56. 4wt% 等，优选为35-55wt%，特别优选为 40-50wt%。步骤(I)中所述含锡物质加入量为例如0. 01wt%、0. 02wt%、0. lwt%、lwt%、l. 9wt%、2. 9wt%、4wt%、4. 5wt%、4. 9wt%、4. 95wt%、4. 98wt%、4. 99wt% 等，优选为 0_3wt%，特别优选为0-2wt%o步骤(I)中所述含磷物质加入量为例如0. 01wt%、0. 02wt%、0. lwt%、lwt%、2wt%、4wt%、7wt%、7. 9wt%、9. 9wt%、9. 95wt%、9. 98wt%、9. 99wt% 等，优选为 0_8wt%，特别优选为0-6wt%o优选地，步骤(2 )中所述保护气氛为惰性气体氛围本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种黄铜复合粉助催化剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将43.5？67.5wt%的金属铜、32.5？56.5wt%的金属锌、0？5wt%含锡物质和0？10wt%含磷物质充分混合均匀；（2）将步骤（1）得到的混合粉末，在保护气氛下，于450？850℃下进行烧结3min以上，淬火；（3）将步骤（2）得到的合金块，在保护气氛下，于80？500℃下进行时效处理，处理0？24h后淬火；（4）将步骤（3）得到的合金块，通过粉碎、研磨和筛分，即可得到黄铜复合粉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：苏发兵，王莹利，宋莲英，翟世辉，朱德洪，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，江苏宏达新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：