Технология элементоорганических мономеров и полимеров - Андрианов К.А.
Скачать (прямая ссылка):
Получение кремнийорганических красок. Основными компонентами в производстве кремнийорганических красок являются жидкое стекло и смесь тетраэтоксисилана с этилсиликатом. Принципиальная технологическая схема производства кремнийорганических красок приведена на рис. 44.
Из мерииков 1 и 2 в смеситель 3 подают соответственно жидкое стекло с водой и смесь тетраэтоксисилана и этилсиликата. В течение 1—2 ч при нормальных давлении и температуре смесь перемешивается, а затем поступает в отстойник 4
124
Гл. 3. Получение эфиров ортокремневой кислоты
Там она отделяется от механических примесей и сливается в мерник 5, откуда насосом перекачивается в реактор 6 для приготовления красок. В реактор загружается также расчетное количество пигмента и 4% глицерина для придания краскам необходимой вязкости. Там эти компоненты тщательно перемешиваются
в течение 2 ч. Далее краску направ-Жидкое\ ^^Тсиштт ляют на краскотерку 8, где ее пере-
тирают на валках.
Краска на расфасовку
Рис. 44. Схема производства кремний-органических красок:
1, г, 5 — мерники; з — смеситель; 4 г— отстойник; 6 — реактор; 7 — сборник; 8 — краркотерка.
<§ 15
Ю
а
3 в
9 12 15 18 21 ?"4 27 30
Время, мин
Рис. 45. Зависимость содержания хлора (а) и триэтоксисилана (б) в реакционной смеси от времени ее контакта с хлористым водородом.
Кремнийорганические краски в зависимости от применяемых пигментов производятся различных цветов. Они должны удовлеторять следующим техническим требованиям:
Пастозность . . . . , Пластично-текучая; краска свободно набирается на кисть
Высыхание.....При высыхании связующее не отслаивается; краска полностью высыхает не более чем за 0,5 ч
Фактура ...... При нормальной температуре краска ложится на бумагу ровным слоем; поверхность бумаги после высыхания матово-бархатистая
Укрывистость , . . , Пленка краски, нанесенной на бумагу,
не имеет просветов
Степень перетира * , Пленка краски, нанесенной на бумагу,
гладкая, не имеет посторонних включений
Эластичность , , , . Пленка краски, нанесенной на бумагу, не
имеет трещин
Кремнийорганические краски предназначены для художественно-декоративных работ — для оформления плакатов, стенных газет и т. д. В клеевых композициях с растворами мела их можно применять для декоративной побелки помещений. Полученные покрытия отличаются повышенной твердостью и не истираются. Кремнийорганические краски атмосфере- и светостойки и трудно размываются водой.
Алкокси( арокси)силаны
125
Получение триэтокоиоилана
Триэтоксисилан получают путем этерификации трихлорейлана абсолютным этиловым спиртом. Реакция протекает ступенчато, поэтому в ходе процесса образуются различные хлорэфиры — этокеихлор-силаны: +сн«он
SiHCl3+C2H8OH -ТнсГ SiHCl2(OCaH5) Vci ~
—у SiHCl(OC2H8)2 ^Чнгл"-» SiH(OC2H8)s Синтез триэтоксисилана аналогично тетраэтоксисилану можно осуществлять в барботажном эфиризаторе (см. рис. 43, стр*. 119) при температуре не выше/60 °С, а ректификацию — на насадочной колонне. При ректификации отбирают две фракции: до 131 °С (не-прореагировавший спирт с примесью триэтоксисилана) и 131— 135 °С (триэтоксисилан).
При проведении этерификации в указанных условиях за счет выделяющегося хлористого водорода протекает ряд побочных процессов: образующийся триэтоксисилан взаимодействует с хлористым водородом с образованием монохлортриэтоксисилана, который в свою очередь реагирует со спиртом, давая тетраэтоксисилан:
+ TTPI 4-Р TT OTT
SiH(OC2H8)3 SiCl(OC2H8)3 _н^! -у Si(OC2H5)4
Кроме того, не исключена и такая реакция
HCl
SiH(OC2H5)3+C2H5OH -тнГ (C2H50)4Si
так как этиловый спирт в присутствии хлористого водорода реагирует с триэтоксисиланом по Si—Н-связи.
Поэтому важным фактором в производстве триэтоксисилана является время контакта продуктов с хлористым водородом. Зависимость степени разложения триэтоксисилана от времени его контакта с растворенным хлористым водородом графически представлена на рис. 45. Видно, что общее содержание хлора в реакционной смеси с течением времени заметно уменьшается (рис. 45, а) из-за выделения хлористого водорода. При этом количество триэтоксисилана также уменьшается (рис. 45, б). Это, по-видимому, объясняется нестабильностью соединений с Si—Н-связью в присутствии спирта, насыщенного хлористым водородом.
Для повышения выхода триэтоксисилана необходимо возможно быстрее удалять образующийся хлористый водород из зоны реакции. В периодически действующих барботажных реакторах с малой поверхностью контакта фаз это не представляется возможным. Из-за трудности подведения к реакционной смеси больших количеств тепла, необходимых для десорбции HCl, нельзя осуществлять непрерывный процесс и в колонных насад очных аппаратах. Наиболее пригодным для осуществления этерификации трихлорейлана является аппарат пленочного типа, в котором можно вести и непрерывный процесс.
126
Гл. 3. Получение эфиров ортокремневой кислоты
Основными частями аппарата (рис. 46) являются реакционная 2 и приемная 4 камеры и пленочный десорбер 3 хлористого водорода.
