一种有机硅生产用铜基催化剂及其制备方法技术
本发明专利技术涉及一种用于有机硅生产的铜基催化剂及其制备工艺。该铜基催化剂由金属铜和分散剂组成，其中分散剂含量为0.5-1.0wt％，其它杂质含量不超过35ppm。催化剂为片状，厚度为0.5-0.8μm，粒径为d(0.1)2-20μm，d(0.5)10-50μm，d(0.9)50-100μm。制备该催化剂需要将铜板切成铜屑，然后加入分散剂，在氮气保护下球磨，得到片状铜粉。本发明专利技术工艺简单，能耗低，设备投资小，易于实现规模化生产。
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【技术实现步骤总结】
本专利技术涉及有机硅单体合成催化剂领域，具体涉及一种铜基催化剂及其制备工艺。
技术简介
甲基氯硅烷又称有机硅单体，是在加入催化剂、加热的条件下，由金属硅与氯甲烷在流化床中发生化学反应而得。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，多个副反应同时存在。影响反应过程的因素很多，包括流化床结构、原料硅粉氯甲烷质量、催化剂、工艺参数等，特别是催化剂的性能对合成反应起着非常关键的作用。众所周知，铜是有机硅单体合成反应中最早、至今仍在使用的经典主催化剂。反应机理研究表明，铜与硅粉首先形成含有T1活性相、成分近似于Fe3Si的“接触体”，然后氯甲烷与硅反应生成甲基氯硅烷混合产物。铜催化剂的制备方法、化学成分、粒径及粒度分布、表面状态等对“接触体”的形成有显著影响。 目前有机硅单体合成所用催化剂主要有铜粉型（包括纯铜粉、复合/合金铜粉和三元铜粉）和氯化亚铜等。有机硅单体工业化生产采用流化床工艺，要求高活性、高性能、选择性好的片状铜催化剂。目前铜催化剂采用高温冶炼-水雾化-球磨-筛分工艺生产，存在设备投资大、生产流程长、冶炼脱氧和水雾化能耗高、粒度分布范围宽等问题。尤其有机硅单体工业化生产采用流化床连续工艺，反应过程中随着硅的消耗，床层中活性接触颗粒的粒度和组成不断变化，床层中活性接触颗粒各组分的含量也在变化，需要用不同组分组成的催化剂进行调节，以保持活性接触颗粒的高选择性和高活性。 该专利所述的复合铜粉催化剂组分固定，不能完全满足有机硅单体工业化生产的要求。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术公开了一种用于有机硅生产的铜基催化剂，由金属铜和分散剂组成，其中分散剂含量为0.5～1.0wt％，其它杂质含量不大于35ppm，催化剂为片状，片状厚度为0.5～0.8μm，粒径为d(0.1)2～20μm，d(0.5)10～50μm，d(0.9)50～100μm。制备铜基催化剂采用铜板或铜粉为原料，以铜板为原料的制备工艺为切割—干燥—磁选—球磨—筛分分级，以铜粉为原料的制备工艺为球磨—筛分分级。具体步骤如下：a. 以铜板为原料[000] (1)铜板切割、裁切、脱水工序：利用剪板机将铜板剪成长度~、宽度100mm~300mm、厚度10mm~30mm的铜块，再利用切割机将铜块加工成长度1~5mm、宽度0.5~5mm、厚度0.05~0.3mm的铜片，切割后的铜片通过脱水机脱水； (2)铜片干燥：将脱水后的铜片进行真空干燥，加热到一定温度，除去铜片表面水分，所得铜片最终含水率为1%。真空度-0.01~-0.09Mpa，干燥温度30~80℃。 除去铜片表面水分，所得铜片最终水分含量为1％，将干燥后的铜片进行磁选除铁，即可得到所需的铜片。
优选的真空度为-0.07～-0.09MPa，干燥温度为30～45℃。(3)铜屑磁选：将干燥后的铜屑进行磁选除铁，得到所需的铜屑。(4)研磨：将步骤(4)得到的铜屑放入球磨机中，在氮气保护下研磨，球磨介质与铜屑或铜粉的质量比为1:1～30:1。研磨过程中加入分散剂，搅拌速度为200～400℃；研磨时间为2～16小时。(5)筛选分级：将步骤(4)得到的铜粉采用振动筛或超声波振动筛进行筛选分级，得到铜基催化剂；[0011]以铜粉为原料，经过上述步骤(4)、(5)，得到铜基催化剂。 所述原料铜板包括阴极铜板、铁铜合金板、锡铜合金板；所述原料铜粉包括水雾化铜粉、气雾化铜粉、水气联合雾化铜粉、电解铜粉、铁铜合金粉、锡铜合金粉、磷铜合金粉。所述阴极铜板、雾化铜粉、电解铜粉的铜含量高于99.90%，杂质铅含量小于；铁铜合金板或铁铜合金粉的铅含量小于；锡铜合金板或锡铜合金粉的铅含量小于；磷铜合金粉的铅含量小于。 步骤（4）中球磨介质为钢（不锈钢、轴承钢、碳钢）球、钢（不锈钢、轴承钢、碳钢）棒、硬质合金磨球、氧化锆球、玛瑙球。
钢球与废铜或铜粉的优选质量比为5:1~20:1，优选加入的分散剂总量为0.5~1wt%，优选搅拌速度为350~，优选研磨时间为3~6h。分散剂为油酸或硬脂酸中的一种或两种，加入的分散剂总量控制在0.5~1wt%；加入方式为一次加入或分次加入。片状铜粉催化剂经扫描电镜检测形貌为片状，铜粉含氧量小于1%。采用本专利技术方法制备的铜基催化剂与现有铜催化剂相比，设备投资小，工艺简单，能耗低，制造成本低； 产品组分组成可调、粒径可控、片状、比表面积大、氧含量低、反应活性和选择性高，在合成生产过程中可根据反应情况灵活添加反应剂，稳定控制接触组分组成，减少副反应，提高二甲基二氯硅烷的选择性和有机硅单体的产率，特别是提高二甲基二氯硅烷的用量，延长合成生产周期，提高经济效益。【附图说明】图1为试验例1所得片状铜粉的SEM照片，放大倍数为1000倍。图2为试验例1所得片状铜粉的SEM照片，放大倍数为5000倍。图3为试验例2所得片状铜粉的SEM照片，放大倍数为500倍。图4为试验例3所得片状铜粉的SEM照片，放大倍数为500倍。 图4为试验例2所得片状铜粉的SEM照片，放大500倍。【具体实施方式】下面通过具体实施例对本专利技术作进一步说明。
技术实现思路
，以利于本领域技术人员更好的理解。但需要说明的是，技术人员通过改变产品结构、工艺条件等环节来实现相应的目的，其改变并未脱离本专利技术的内容，所有类似的替换和修改对于本领域技术人员而言都是显而易见的，均视为包含在本专利技术权利要求的范围内。[002实施例1]将本专利技术所述的原料铜板按照预定配方通过剪切机剪切成长度100mm~300mm、宽度10mm~20mm、厚度2~3mm的铜块，再剪切成长度2~3mm、宽度1~3mm、厚度0.05~0.2mm的扁平或卷曲的0.05~0.2mm状铜屑； 将500g干燥后的铜屑、10kg钢球(球料比20:1)加入球磨机中，氮气保护下，在搅拌速度下球磨后，加入5g硬脂酸，调节搅拌速度为，继续球磨，冷却后得到铜基催化剂，经分析其粒度分布为：d(0.1):10.813d(0.5):32.467d(0.9):87.935，比表面积为1.147m2/g，得到的片状铜粉的SEM照片如图1、图2所示。在有机硅单体合成评价装置中，将硅粉与铜基催化剂(Cu/Si=5/100)进行5次平行试验。 结果如表1所示：表1实施例2将本专利技术所述的原料铜板按照预定配方通过剪切机剪切成长度~、宽度100mm~300mm、厚度10mm~20mm的铜块，再切成长度2~3mm、宽度1~3mm、厚度0.05~0.2mm的扁平或卷曲铜片；将500g干燥后的铜片、7kg研磨球(球料比14:1)加入球磨机，在气体保护下(流量20/min)，搅拌速度1300r/min，冷却水温度5℃，研磨20min后加入5g硬脂酸，研磨20min后得到铜基催化剂，比表面积为0.1％。 经过分析，当前页面为 1 2
【技术保护要点】
一种用于有机硅生产的铜基催化剂，由金属铜和分散剂组成，分散剂的含量为0.5～1.0wt％，其它杂质含量不超过35ppm；催化剂为片状，厚度为0.5～0.8μm，粒径为d(0.1)2～20μm，d(0.5)10～50μm，d(0.9)50～100μm。
【技术特点概要】
【专利技术属性】
技术研发人员：方晖、马国平、王静、邓玉敏、穆国涛、刘晓峰、陆瑞玲、赵雪琴、王海霞、彭艳、
申请人（专利权人）：兰州蓝星清洗有限公司
类型：发明
国家、省份和城市：甘肃；62
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