甲基硅樹脂的連續制備工藝的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種娃樹脂的生產工藝，特別是一種甲基娃樹脂的連續制備工藝。
【背景技術】
[0002]硅樹脂的制備按原材料不同主要分為以烷氧基硅烷為原料和以氯硅烷為原料兩種路線。由于利用氯硅烷單體生產硅樹脂成本低，目前國內外主流產品仍然以氯硅烷為原料生產。混合氯硅烷單體在苯系溶劑的保護下水解制備甲基硅樹脂，傳統間歇水解工藝中，需要大量水多次水洗才能使水解物洗滌到中性，生產I噸硅樹脂約產生10?15噸洗滌廢水，不但污染環境，而且會降低產品收率。洗滌稀酸水中會夾帶苯系溶劑和硅氧烷，因此酸性廢水可生化性極差，不能采用常規的生化工藝進行處理。正是由于環保問題難以解決，隨著國家和地方環保政策日趨嚴格，國內多家生產硅樹脂生產企業關停。CN 101602559 B中提到了硅樹脂廢水的危害，其提到的處理方法較為復雜，較難實現產業化。CN 103694477A是采用烷氧基硅烷為原料制備硅樹脂，其采用經膜分離和精餾的方式分離酸中油，稀酸和醇，設備投資較大，能耗較高。針對利用氯硅烷制備硅樹脂的技術發展現狀，開發一種環保，高效的生產工藝工作對行業發展意義重大。
[0003]氯硅烷水解物水洗至中性后還需在催化劑作用下進行縮聚反應，使氯硅烷水解物中的羥基減少到一定范圍，使得下游客戶在使用時固化更快，固化過程脫出的小分子更少。由于物料粘度較大，傳質傳熱效果較差，縮聚過程反應時間平均4~10小時，縮聚反應時間過長，造成生產效率較低，生產能耗大，開發更加適合縮聚環節的反應裝置意義重大。
【發明內容】
[0004]本發明是針對現有技術中的不足，提供一種甲基硅樹脂的連續制備工藝，以達到實現無廢水排放，縮短縮聚反應過程，提高產品質量的目的。
[0005]為達到上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種甲基娃樹脂的連續制備工藝，按如下步驟進行:
所述的甲基娃樹脂的連續制備工藝按如下步驟進行:
a、水解
甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、苯系溶劑按質量比I?25:1:1?25混合后進入到管式水解反應器，洗滌稀酸水、烷基醇按質量比5?100:1進入管式水解反應器，水解溫度為
10?50°C，進料完成后，物料的停留時間為2?30分鐘；
b、洗滌
水解物經三級或三級以上逐級水洗至中性，洗滌水采用逐級遞增使用，以三級水洗為例，三級洗滌后洗滌水用作二級洗滌，二級洗滌后洗滌水用作一級洗滌，一級洗滌后洗滌水進入管式水解反應器作為水解介質，水洗階段補加的水用量等于進入管式水解反應器的洗滌水用量；
C、濃縮水解物儲罐物料進入濃縮縮聚釜中采用減壓蒸餾法去溶劑，持續進料，持續脫出并回收溶劑；d、縮聚
待濃縮縮聚釜內硅氧烷有效含量達到釜容積的50%?60%時進行縮聚反應，加入金屬鋅的環烷酸鹽或辛酸鹽作為催化劑，催化劑加入量為水解產物質量的0.5?5%。，打開濃縮縮聚釜底部設置的鼓泡裝置，鼓入惰性氣體，調整縮聚反應溫度和反應時間。
[0006]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
本方案只副產質量濃度為10?30%鹽酸，無廢水排放，由于洗滌稀酸水中夾帶的溶劑、烷基醇和硅氧烷全部返回水解系統，解決傳統間歇水解工藝中洗滌酸水排放量大，含有機物多，廢水難處理的難題，同時可以提高產品收率。縮聚過程中通過惰性氣體的攪動和帶出作用，提高低分子的脫出程度，縮短脫低時間，同時有效避免產品黃變現象。相比于傳統的間歇水解流程，本反應系統進入穩態操作時，系統酸濃度等反應條件穩定，使水解形成的硅氧烷分子量分布更平均，產品性能更優異。
[0007]進一步的，本發明的優選方案是:
所述步驟a中洗滌稀酸水在連續生產的第一釜時是質量濃度為0.8%的稀鹽酸，之后加入的稀酸水是上一釜物料水洗過程中一級水洗后的洗滌水。
[0008]所述步驟b中水洗溫度10?60°C，水洗釜采用框式攪拌，攪拌速度80?120轉/分，各級水洗時間均為8?12分鐘。
[0009]步驟c中的濃縮方法是減壓蒸餾法，真空度為O?0.098MPa，采用框式攪拌，攪拌速度80?120轉/分。
[0010]所述步驟d中催化劑是萘酸鋅、辛酸鋅、異辛酸鋅其中之一。
[0011]所述步驟d中縮聚反應溫度為50?150°C，物料反應時間2?4小時，采用框式攪拌，攪拌速度為80?120轉/分，維持真空度為O?0.098Mpa。
[0012]所述步驟d中的惰性氣體采用氮氣。
[0013]所述步驟a中苯系溶劑是二甲苯。
[0014]所述步驟a中烷基醇是乙醇。
[0015]
【附圖說明】
[0016]圖1是本發明的工藝流程不意圖。
[0017]圖中，靜態混合器11，管式水解反應器12，預分離器13，水解循環栗14，水解冷卻器15，酸分離器16，鹽酸凈化器17。
[0018]—級水洗釜21，一級油水分離器22，一級水洗循環栗23，二級水洗釜24，二級油水分離器25，二級水洗循環栗26，三級水洗釜27，三級油水分離器28，三級水洗循環栗29。
[0019]水解物儲罐31，濃縮縮聚釜32，溶劑回收罐33，溶劑冷凝器34，溶劑輸送栗35。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0021]實施例1 一種甲基娃樹脂的連續制備工藝，按如下步驟進行:
按照如下原料配比進料:
甲基三氯硅烷:100kg/h ;二甲基二氯硅烷:22 kg/h ;二甲苯:260kg/h。
[0022]洗滌稀酸水:400kg/h ;乙醇:20kg/h。
[0023]a、水解
甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、二甲苯按5:1:13的配比，經靜態混合器11初步混合后進入管式水解反應器12，洗滌稀酸水、乙醇按20:1的配比進入到管式水解反應器12，洗滌稀酸水是質量濃度為0.8%的稀鹽酸(也可以采用上一釜物料水洗過程中一級水洗后的洗滌水)。物料在水解系統中控制水解溫度15°C，進料完成后，物料在水解系統停留時間為3分鐘，系統表壓力0.4-0.6MPa。通過水解循環栗14將物料輸送到水解冷卻器15中換熱，然后進入到預分離器13進行預分離，再通過管路輸送至酸分離器16中，水解產物經酸分離器16上部出口流出，輸送至一級水洗釜21進行水洗，框式攪拌器攪拌速度100轉/分；酸分離器16下層溶液經底部分離流出至鹽酸凈化器17，溶液經鹽酸凈化器17凈化后，儲存，可用于其他工業生產。
[0024]b、洗滌
水解產物經三級水洗至中性，水洗時釜內混合液溫度控制在25°C，常壓條件。
[0025]水洗過程中所用的水在第一釜時采用普通的工業用水，之后的水為下一級洗滌后的洗滌水(最后一級加入的水采用普通的工業用水)。
[0026]水解產物先進入一級水洗釜21清洗，水洗釜采用框式攪拌，攪拌速度100轉/分，水洗時間為10分鐘，控制洗滌水流量400 kg/h,然后進入到一級油水分離器22進行油水分離，下層洗滌水經一級水洗循環栗23打入到稀酸冷卻器18，輸送至管式水解反應器12，一級洗滌后的洗滌水進入管式水解反應器12作為水解介質；上部物料組份輸送至二級水洗釜24。
[0027]水解產物進入二級水洗釜24清洗，水洗釜采用框式攪拌，攪拌速度100轉/分，水洗時間為10分鐘，控制洗滌水流量400 kg/h,然后進入到二級油水分離器25進行油水分離，下層洗滌水經二級水洗循環栗26打入到一級水洗釜21，二級洗滌后的洗滌水用作一級洗滌水用；上部物料組份輸送至三級水洗釜27。
[0028]水解產物進入三級水洗釜27清洗，水洗釜采用框式攪拌，攪拌速度100轉/分，水洗時間為10分鐘，控制洗滌水流量400 kg/h,然后進入到三級油水分離器28進行油水分離，下層洗滌水經三級水洗循環栗29打入到二級水洗釜24，三級洗滌后的洗滌水用作二級洗滌水用；上部物料組份輸送至水解物儲罐31。
[0029]水洗結束后通過界面自動控制技術實現油水分離器界面恒定，從而實現洗滌水與油狀物的分離。
[0030]C、濃縮
水解產物從水解物儲罐31中輸送至濃縮縮聚釜32，采用框式攪拌器，攪拌速度100轉/分，在真空度為O?0.098MPa下進行連續濃縮，脫出溶劑，溶劑經溶劑冷卻器34輸送至溶劑回收罐33，回收的溶劑經溶劑輸送栗35輸送至蒸餾凈化工段，凈化后的溶劑可重復用于水解系統。
[0031]d、縮聚待濃縮縮聚釜32內硅氧烷有效含量達到釜容積的60%時進行縮聚反應，加入萘酸鋅，萘酸鋅的加入質量為水解物質量的2%。，縮聚反應溫度為60°C，濃縮縮聚釜32底部氮氣鼓泡裝置，開啟真空栗，維持真空度為0.095Mpa，框式攪拌器攪拌速度為100轉/分，反應2小時。
[0032]縮聚完成后補加二甲苯溶劑至上述產品有效含量質量比達到50%，經過濾包裝，制得甲基硅樹脂成品。