一种有机硅生产用铜基催化剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于合成有机娃单体的催化剂领域，具体为一种铜基催化剂及其制备 工艺。
【背景技术】
[0002] 甲基氯硅烷又称为有机娃单体，由金属娃、氯甲烧在加入催化剂W及加热的条件 下于流化床中进行化学反应而获得，其合成反应属于气-固-固多相接触催化放热反应，反 应机理复杂，除主反应外，多种副反应同时存在。反应过程影响因素颇多，包括流化床结构、 原料娃粉氯甲烧质量、催化剂、工艺参数等，尤其是催化剂的性能对该合成反应起着非常关 键的作用。
[0003]众所周知，铜是有机娃单体合成反应中最早使用且至今仍在使用的经典主催化 剂，反应机理研究表明，铜与娃粉首先形成含有组成近似化3Si的Tl活性相的"触体"，然后氯 甲烧与娃反应生成甲基氯硅烷混合产物。铜催化剂的制备方法、化学组成、粒径及粒度分 布、表面状态，对"触体"的形成有重大影响。目前有机娃单体合成使用的主催化剂主要有铜 粉型(包括纯铜粉、复合/合金铜粉和=元铜粉)和氯化亚铜。
[0004]有机娃单体工业生产采用流化床工艺，需要有一种高活性，选择性好的高性能片 状铜催化剂。目前W高溫烙炼-水雾化-球磨-筛分的工艺生产铜催化剂，存在设备投资大、 生产工艺流程冗长，烙炼脱氧与水雾化能耗高、粒度分布范围宽等问题。特别是有机娃单体 工业生产采用流化床连续法工艺，随着反应过程中娃的消耗，床层内触体的粒度和组成不 断发生变化，床内的活性触体各组分的量也在发生变化，需要W不同组分组成的催化剂去 调整，W保持活性触体的高选择性与高活性。专利CN102941102B所述的复合铜粉催化剂组 分固定，不能完全适应有机娃单体工业生产的要求。
【发明内容】
[000引为了解决W上问题，本发明公开了一种有机娃生产用铜基催化剂，由金属铜和分 散剂组成，其中分散剂含量为0.5~l.Owt%，其它杂质含量不超过35ppm，催化剂为片状，片 厚 0.5 ~0.8 皿，粒径为d(0.1)2 ~20 皿，d(0.5) 10 ~50 皿，d(0.9)50 ~100 皿。
[0006]制备铜基催化剂采用铜板或铜粉为原料，W铜板为原料的制造工艺为切屑-干燥-磁选-球磨-筛分分级，W铜粉为原料的制造工艺为球磨-筛分分级。
[0007]具体步骤如下:aW铜板为原料
[000引（1)铜板切割、切削脱水工艺：采用剪切机将铜板剪切成长10 0 0mm~110 0mm，宽IOOmm~300mm，厚IOmm~30mm的铜块，再将所述铜块采用切削机加工成长1~5mm，宽0.5~ 5mm，厚0.05~0.3mm的铜屑，切削后的铜屑经脱水机脱水；
[0009] (2)铜屑烘干：脱水后的铜屑进行真空烘干，加热至一定溫度W除去铜屑表面水 分，获得的铜屑终水分含量含1 %。真空度-0.Ol~-0. 〇9Mpa，烘干溫度30~80°C。除去铜屑 表面水分，获得的铜屑终水分含量含1%，烘干后的铜屑进行磁选，W去除铁质，获得所需的 铜屑。优选真空度-0.07~-O. 〇9Mpa，烘干溫度30~45°C。
[0010] (3)铜屑磁选:烘干后的铜屑进行磁选，W去除铁质，获得所需的铜屑。
[0011] (4)研磨:将步骤(4)获得的铜屑投入球磨机中，在氮气保护下进行研磨，球磨介质 和铜屑或铜粉的质量比1:1~30:1。研磨过程中加入分散剂，揽拌转速200~ISOOrmp;研磨 时间2~16虹。
[0012] (5)筛分分级:采用振动筛或超声波振动筛对步骤(4)获得的铜粉进行筛分分级， 得到铜基催化剂；
[001引bW铜粉为原料，采用上述步骤(4)和(5)，得到铜基催化剂。
[0014]其中原料铜板包括阴极铜板、锋铜合金板、锡铜合金板;所述原料铜粉包括水雾化 法铜粉、气雾化法铜粉、水气联合雾化法铜粉、电解铜粉、锋铜合金粉、锡铜合金粉、憐铜合 金粉。
[0015]其中阴极铜板、雾化法铜粉、电解铜粉的铜含量均高于99.90%，杂质铅含量小于 IOOppm;锋铜合金板或锋铜合金粉的铅含量小于10化pm;锡铜合金板或锡铜合金粉的铅含 量小于10化pm;憐铜合金粉的铅含量小于10化pm。
[0016] 步骤(4)中，球磨介质为钢（不诱钢、轴承钢、碳钢)球、钢(不诱钢、轴承钢、碳钢） 棒、硬质合金磨球、氧化错球、玛瑶球。研磨优选钢球和铜屑或铜粉的质量比5:1~20:1，优 选分散剂总加入量为0.5~Iwt%，优选揽拌转速350~eOOrmp，优选研磨时间3~化r。
[0017]所述分散剂为油酸或硬脂酸中的一种或两种，分散剂的总加入量控制在0.5~ Iwt%;添加方式为一次或分步加入。
[0018] 所述片状铜粉催化剂的形貌采用扫描电子显微镜检测，为片状，铜粉的氧含量< 1%。
[0019]本发明方法的此方法制备的铜基催化剂，设备投资小、工艺简便、能耗低、制造成 本较现有的铜催化剂低;产品组分组成可调、粒度可控、薄片状、比表面积大、氧含量低，反 应活性与选择性高，在合成生产过程中根据反应情况变化可灵活添加，从而稳定控制好触 体组分组成，减少副反应，提高二甲基二氯硅烷的选择性及有机娃单体产量，尤其是增加了 二甲基二氯硅烷的得量，延长合成生产周期，提高经济效益。
【附图说明】
[0020] 图1为试验例1制得的片状铜粉的SEM照片，放大倍数为1000倍 [0021]图2为试验例1制得的片状铜粉的SEM照片，放大倍数为5000倍
[0022] 图3为试验例2制得的片状铜粉的SEM照片，放大倍数为500倍
[0023] 图4为试验例2制得的片状铜粉的沈M照片，放大倍数为500倍
【具体实施方式】
[0024]本发明通过W下具体实例进一步解释
【发明内容】
，W便于本领域技术人员更好的理 解。但是，应当说明，技术人员通过改变产品结构、工艺条件等环节来实现相应目的，其改变 都没有脱离本发明的内容，所有类似的替换和改动对于本领域技术人员来说是显而易见 的，均被视为包括在本发明的权利要求范围之内。
[002引实施例1
[0026]采用剪切机将本发明所述原料铜板按预定配方剪切成长1000mm~1100mm，宽 IOOmm~300mm，厚IOmm~20mm的铜块，再切削成长2~3mm，宽1~3mm，厚0.05~0.2mm的形状 扁平或卷曲的铜屑;干燥后的铜屑500g、钢球10kg(球料比20:1)-并加入球磨机中，氮气保 护下，揽拌转速40化/min球磨化后，添加硬脂酸5g，调整揽拌转速至50化/min，继续球磨化， 冷却后得到铜基催化剂。
[0027]经分析其粒度分布：d(0.1):10.813d(0.5) :32.467d(0.9) :87.935,比表面积 1.147m2/g。
[0028] 制得的片状铜粉的沈M照片见附图I、附图2。
[0029]于有机娃单体合成评价装置中投入娃粉与铜基催化剂(Cu/Si= 5/100)五次平行 试验结果如表1:
[0030]表1
[0032] 实施例2
[0033] 采用剪切机将本发明所述原料铜板按预定配方剪切成长1000 mm~1100mm，宽 IOOmm~300mm，厚IOmm~20mm的铜块，再切削成长2~3mm，宽1~3mm，厚0.05~0.2mm的形状 扁平或卷曲的铜屑；干燥后的铜屑500g、磨球7Kg，（球料比14:1)加入球磨机中，氣气(流速 化/min)保护下，揽拌转速1300r/min，冷却水溫度5°C，研磨化后加入硬脂酸5g，再研磨比后 得到铜基催化剂。
[0034]比表面积0.72641112/旨。经分析其