正硅酸乙酯简介

正硅酸乙酯是一种无色液体，主要用作防热涂料、耐化学作用的涂料、有机合成中间体

正硅酸乙酯是含硅的有机化合物．它是四氯化硅与乙醇反应的产物，其反应为：

SiCl +4C 2H OH Si(OCH 2CH a) +4HC1

正硅酸乙酯是无色透明易于挥发的液体，熔点一77℃，沸点165 oC，比重0．8一O．9，粘度为0．800mm ／s(压力为一大气压．温度为25~C)折光系数为1．383,1．

在正硅酸乙酯结构中，烷氧基与硅之间的化学键很不牢固，致使正硅酸乙酯对水极为敏

感．在催化剂的作用下，易于发生水解作用生成多聚硅酸，乙醇及中间产物．生成的多聚硅酸等物质对无机氧化物、硅酸盐、碳f 、纤维素等物质显出良好的粘合性，为此人们常常利用正硅酸乙酯作为粘台剂，制造出许多具有特殊性能的硅酸盐陶瓷和新型的建筑材料．

以正硅酸乙酯为主体，配合其它有机硅化合物制造新型有机硅材料资料鞍多．诸如。用

正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷制成的乙醇溶液，加盐酸水解，用三乙胺中和，填加二氧化钛．将此混合物涂于硅酸钙制成的板材上，便可制得一种耐湿、防火、抗冻，坚固的材料．正硅酸乙醋和甲基三乙氧基硅烷，在盐酸作用下水解，再制成醇或酮的溶液，得此溶液涂于石材上，可提高石材的耐水性，耐腐蚀性．用硅酸乙酯与硅氧烷和纤维素衍生物形成的混合物，掺人杀虫剂或杀菌剂，涂于墙上，可形成一多孔涂层，能长时问地按控制速率释放药

剂，具有灭虫杀菌的作用．

正硅酸乙酯是生产耐热、耐化学作用的涂料和胶合剂的原料，它可用于有机硅高分子化

台物的制备，特别是在精密铸造中有很重要的作用正硅酸乙酯的台成是酯化反应中的一

种，目前工业上多采用间歇生产法，反应和精馏分开进行，生产规模较小，质量较低，能耗高，原料利用率较低本文着重讨论用连续反应精馏台成正硅酸乙酯的原理和工艺过程

2．1 反应原理

根据反应动力学的研究表明无水乙醇同四氯化硅的酯化反应是分步进行的．前三步的

反应速度快且为不可逆，但后阶段酯化反应非常缓慢，表现出可逆反应的特性其酯化反应方程式为

仲

SiCI4+C2H5OH— si(OC2H )CI3+HCI十

Si(OC2H5)CI3+c2H5OH— +si(oc2H5)2CI2+HCI十

恤

Si(OC2H5)2Clz+C：H OH— Si(oc2H5)3CI~HCI十

墟

Si(OC2H5)3CI+C2H5OH~ Si(OC2H5)4+HCI十

2．2 实验装置

四氯化硅经压缩空气推动由贮槽到平衡管后经控制流量的活塞进入反应器无水乙醇

由贮槽经泵打入预反应器，与四氯化硅短时相遇，发生部分反应，放出氯化氢气体，利用该气体的压力将预反应物喷射到解吸器中，以除去HCI气体。解吸后的预反应物进入中间贮槽，

再由空气推动进入高位槽，经控制流量的开关到预热器，然后进入连续反应精馏塔，塔釜得

到产品正硅酸乙酯，上升的HCI气体经塔顶冷凝器进入吸收系统，馏出液为乙醇。

硅酸乙酯是一种硅有机化合物．通常所讲的

硅酸乙酯是正硅酸乙酯[Si(0C H ) ]。根据产品中

SiO 的含量，商品硅酸乙酯有多种牌号．正硅酸乙

酯SiO 含量约为28％(俗称si一28)。工业上用到

的还有Si一30，Si一32等。正硅酸乙酯被广泛应用

于防腐涂料、有机硅等行业．用于制造耐化学品涂

料和耐热涂料[2- ，也用作制备有机硅的溶剂。近

几年来，正硅酸乙酯作为新材料合成常用的前驱

体，日益受到人们的高度关注。

化学式 Si(OC2H5)4。无色液体；熔点－77°C，沸点168.5°C,密度0.9346克/厘米3。它对空气较稳定；微溶于水，在纯水中水解缓慢，在酸或碱的存在下能加速水解作用；与沸水作用得到没有电解质的硅酸溶胶。正硅酸乙酯与较高级醇或其酯类在催化剂存在下反应，可得较高级醇的正硅酸酯，例如：

正硅酸乙酯与有机酸反应，可生成这些酸的乙酯；与金属有机试剂反应，可使硅与碳原子连接（R为烷基）：

Si(OC2H5)4+4RCOOH→Si(OH)4+4RCOOC2H5

Si(OC2H5)4+2CH3MgBr→(CH3)2Si(OC2H5)2+2MgBrOC2H5

正硅酸乙酯可由四氯化硅与乙醇反应制得：

SiCl4+4C2H5OH→Si(OC2H5)4+4HCl

正硅酸乙酯可用于制造耐化学品涂料和耐热涂料。

用于精密铸造，作为砂型的粘结剂；用硅酸乙酯蒸气处理的金属表面可防腐防水。硅酸乙酯可用来对金属表面渗硅，处理光学玻璃可提高透光度；完全水解后产生的极细氧化硅粉可用于制造荧光粉。硅酸乙酯是有机硅油的原料。硅酸乙酯还可用于制造耐热、耐化学品的涂料。在日本，90%的硅酸乙酯用作防腐蚀涂料（富锌漆）的基料。

硅酸乙酯的生产技术

求购硅酸乙酯的生产技术，原料利用四氯化硅。

硅酸乙酯是一种硅有机化合物，通常所讲的硅酸乙酯是正硅酸乙酯﹝Si(OC2H5)4﹞及其聚合物的总称。根据产品中SiO2的含量，商品硅酸乙酯有多种牌号，正硅酸乙酯SiO2含量约为28 %(俗称硅酸乙酯-28)。水解后生成的聚硅酸乙酯是由不同聚合度的聚合物组成，故其SiO2含量以平均值来表示，根据聚合程度由低到高依次为硅酸乙酯-32，硅酸乙酯-40，硅酸乙酯-50，前两种是以线型结构存在，比较稳定，应用比较广泛，而硅酸乙酯-50为立体网状的结构，不稳定，储存时一般需加稳定剂﹝1﹞。硅酸乙酯可用于防锈富锌涂料、精密铸造、耐火材料等领域，是一具有广泛用途的精细化学品。

硅酸乙酯的制备方法很多，但到目前为止真正工业化的只有两条路线，即四氯化硅法和硅粉法。本文对这两种方法进行了较为详细的介绍，对其优缺点也给予了评述﹔在此基础上，本文也介绍了作者研究并建立的一套半连续法生产装置。

1生产方法

1.1四氯化硅法

从乙醇与四氯化硅反应制备硅酸乙酯是生产硅酸乙酯的经典方法，我国大多数生产厂家都采用该方法。当使用无水乙醇时，生成正硅酸乙酯，反应分步进行，主要反应式如下：

SiCl4+C2H5OH→Cl3SiOC2H5+HCl

(1)

Cl3SiOC2H5+C2H5OH→Cl2Si(OC2H5)2+HCl

(2)

Cl2Si(OC2H5)2+C2H5OH→ClSi(OC2H5)3+HCl

(3)

ClSi(OC2H5)3+C2H5OHSi(OC2H5)4+HCl

(4)

其中，第四步为可逆反应。由于HCl的生成，反应体系处于强酸下，故通常除上述主反应外还存在如下副反应。

2C2H5OH→C2H5OC2H5+H2O

(5)

C2H5OH+HCl→C2H5Cl+H2O

(6)

2H2O+SiCl4→SiO2+4HCl

(7)

C2H5OH+SiCl4+H2O→聚硅酸乙酯

(8)

如果使用有水乙醇，根据含水量可生成不同聚合度的硅酸乙酯。

图1硅酸乙酯间歇法生产工艺流程图简图

1─酯化釜﹔2─冷凝器﹔3─中和釜﹔4─过滤器

从SiCl4制硅酸乙酯最早采用的是间歇工艺。图1是传统的间歇反应流程﹝3﹞。