DE2744726A1 - Verfahren zur herstellung von monomeren und oligomeren kieselsaeurealkylestern - Google Patents
Verfahren zur herstellung von monomeren und oligomeren kieselsaeurealkylesternInfo
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Description
27U726
DYNAMIT NOBEL AKTIENGESELLSCHAFT Troisdorf, Bez. Köln
Verfahren zur Herstellung von monomeren und oligonieren
Kieseleaurealkyleεtern
Gegenstand dar vorliegenden Erfindung ist ein V/erfahren zur Herstellung
von Kieselsnureestern durch Veresterung von Chlorsilanen und/
oder Chlorsiloxanen mit primären Alkoholen. Gegebenenfalls wird bei
diesem Verfahren gleichzeitig mit der Veresterung oder nach dieser
eine Dligomerisiorung durch definierte Dasserzusätze durchgeführt,
die zu Verbindungen der all gemeinen Formel
RO-
OR
Si-O
I
I
OR
-R
führt, in der R für Alkylreste mit 1 bis 12 C-Atomen steht, die gegebenenfalls
Hstero-Atorne wie 0 oder S in der Kette enthalten,
und η eine ganze oder, in? Falle von Oligomeren-Gemiachen, euch gebrochene
Zahl zwischen 1 und 10, vorzugsweise zwischen 1 und 6 sein kann.
Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Orthokieselsäursesternotfer
deren oligomeren Kondensationsprodukten durch Umsetzung von Chlorsilanen mit Alkoholen haben mehrere Nachteile, die durch
die Bildung einer Reihe von Nebenprodukten begründet sind. Diese Nebenprodukte treten stets in mehr oder weniger großer Konzentration
auf. Die wesentlichste Nebenreaktion ist die Reaktion des entstehenden Chlorwasserstoffs mit Alkoholen unter Bildung von lüasser, Alkylchloridmund
auch Dialkyläthern. Die beiden letzteren Verbindungsn
Verunreinigen den zurückzugewinnenden Chlorwasserstoff und machen ihn z.B. unbrauchbar für die Herstellung von hochreinen Trichlorsilan
für Transistorzuiecke, weil die als Verunreinigungen enthaltenen
genannten organischen Verbindungen unter den Bedingungen der Tri-
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chlorsilansynthese Methyldichlnisilan bilden, das nicht sauber von
Trichlorsilan abgetrennt werden kann und bei der Weiterverarbeitung
zu hochreinem Silizium zu minderwertigen! Transistorsilizium führt.
Andererseite greift des entstehende üJasser hydrolinierend in die Veresterungsreaktion der Chlorsilans ein und ist Anlaß fur die Entstehung
von aus oligomeren und polymeren Siloxanen bestehenden Rückständen,
die wegen Undefinierter Zusammensetzung nicht verwertbar sind. Diese Beiprodukte bedeuten erhebliche Materialverluste und Ausbauteminderungen. Außerdem wird dia Lenkbarkeit der Veresterungoreaktion
insbesondere dann problematisch, wenn oligomere Siliziumester definierter Zusammensetzung oder bestimmter PDlymerisatinnsgrade hergestellt werden sollen, weil das in dsn unerwünschten Nebenreaktionen
entstandene blasser die Einstellung eines definierten Hydrolysegrades
verhindert. Dabei können dann auch unerwünschte Polykondensate entstehen, die von den gewünschten Polykondensaten nicht mehr abtrennbar sind und somit die Qualität des Endproduktes mindern.
Ein weiterer Nachteil der bei den herkömmlichen Verfahren üblichen
Einwirkungen des Chlorwasserstoffs tritt bei der Herstellung von solchen KieselsSurealkylestern auf, deren Alkylreste Hetero-Atome,
wie beispielsweise 0 in Äther-Gruppierungen enthalten: Der entstehende Chlorwasserstoff wirkt dort ätherspaltend und führt
unter anderem zu einem unerwünschten Gehalt an organisch gebundenem Chlor im Endprodukt. Die Nebenprodukte enthalten ß-Chlorathoxi-Gruppan,
die teilweise hochtoxische Eigenschaften besitzen, wie aus der Lost-Chemie bekannt ist.
Εε> bestand demzufolge die Aufgabe, die vollständige Veresterung von
Tetrachlorsilan und dessen oligomeren Homologen so zu leiten, daß der gewünschte Ester in möglichst hohen Ausbeuten entsteht und möglichst
frei von Verunreinigungen ist. Weiterhin soll der bei dem Verfahren anfallende Chlorwasserstoff so rein sein, daß er innerhalb eines Verbundsystems direkt zur Umsetzung mit Ferrosilizium oder Silizium
unter Bildung von hochreinen Halogensilanen eingesetzt werden kann.
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In Erfüllung dieser Aufgabe wurde nun ein Verfahren zur Herstellung
von Kieselsäureestern durch Veresterung von Chlorsilanen mit Alkoholen
gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den Alkohol ohne Berührung mit οΈγ Gasphase direkt in das flüssige Chlorsilan einleitet
und nach beendeter Reaktion den Rest des während der Reakticn
gebildeten Chlorwasserstoffs aus dem Reaktionsraum entfernt.
Bei der Herstellung von DrthokieselEäureestern wird immer ein wasserfreier
Alkohol eingesetzt, während man bei der Herstellung von oligomeren
Kieselsäureestern der obengenannten Formel wasserhaltigen Alkohol mit Einem definierten Uassergehalt einsetzen kann. Die oligomEren
Kieselsäureester können jedoch auch erhalten werden, ωεηη man
unter Verwendung von Siliziumtetrachlorid als Ausgangsmaterial erst den entsprechenden Orthokieselsäureester herstellt und nach Austreiben
des Chlorwasserstoffs die Oligomerisierung durch Zusatz definierter
LJassermengen, gegebenenfalls im Gemisch mit dem Alkohol der Eatsrkompunente,
durchführt. Die definierte, notwendige Menge Wasser Ergibt sich aus dem gewünschten Kondensationsgrad und läßt sich entsprechend
berechnen.
Die oligomeren Kieselsäureester können erfir.dungsgemäß such in der
Weise hergestellt werden, daß höhere Homologe des Siliziumtetrachlorids, wie z.B. Hexachlordisiloxnn oder Octachlortrisiioxan als
Ausgangsprodukte eingesetzt werden und man diese mit wasserfreien Alkoholen umsetzt.
Gegenüber den bekannten Verfahren hat das erfindungsgemäße Verfahren
den Vorbeil der Steuerbarkeit der Reaktion auf die gewünschten Produkteigenschaften
wie Reinheit und Polymerisationsgrade der Ester, das Fehlen von Webenprodukten und Abfällen und nahezu quantitative
Reinausbeuten. Von besonderem Vorteil ist weiterhin die Tatsache, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens der anfallende
Chlorwasserstoff frei von Alkylchloriden und Dialkyläthemist. Er
braucht demzufolge für eine üJeiterverwendung nicht weiter gereinigt
zu werden und kann direkt zur Umsetzung mit Silizium oder Ferrosilizium
unter Bildung von Chlorsilanen eingesetzt werden.
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Der direkte Vergleich des erfindungemäßen Uerfahrens mit hergebrachten
Verfahrensweisen macht deutlich, daß die Überlegenheit des erfin-jungsgemäßen Verfahrens auf den) völligen Ausbleiben von Ncbcnreaktionen
beruht. Dieses Ausbleiban von Nebenreaktionen ist deshalb überraschsnd,
uieil bei der in der Regel endothermen Esterbildung gemäß der stöchiometrischen Umsetzung Chlorwasserstoff in teilweise erheblicher Menge
: in dem Reaktionsraum gebildet wird und dort anwesend ist, bevor er
; in die Gasphase entweicht.
Das erfindungemäGe Verfahrensprinzip, die alkoholische Komponente
, ohne Berührung mit der Gasphase der flüssigen Reaktionsmischung direkt in das vorgelegte flussige Chlorsilan einzuleiten, ist an sich
auch schon von der Veresterung von Trichloisilan her bekannt. Dort
ist es aber verfahrenswesentlich, in einer ersten Reaktion erst zwei Chloratome zu verestern und dann den dabei entstandenen ChlorwEsser-
stoff auszutreiben, ehe das letzte Chloratom verestert wird. Eine
direkte Veresterung aller Chloratoma ohne zwischenzeitliches Austreibsn
des Chlorwasserstoffs ist dort nicht möglich.
Die erfindungsgemäße Verfahrensweise wird technisch in einfacher Ueise
realisiert, in dem man die alkoholische Komponente flüssig, gegebnnnnfalls unter Rühren der Reaktionsmischung, durch ein Bodenventil ader
ein eintauchendes Zuführungsrohr einleitet und dabei ein Eindringen
der Reaktionsmischung in die Zuführungsleitung durch geeignete Kalibrierung derselben verhindert. Durch Anwendung eines geringen Überdrucks, der mindestens dem Gegendruck der Flüssigkeitssäule der Reaktionsmischung entspricht, läßt sich ebenfalls ein Eindringen der
Reaktionsmischung in die Zuführungsleitung verhindern.
Die Reaktionstemperaturen uerden nicht fest vorgegeben, sondern stellen
sich während der Reaktion ein. In der Regel treten Temperaturerniedrigungen ein, weil es sich um endotherme Reaktionen handelt. Die Start-
: temperaturen können nahezu beliebig gewählt uerden und liegen normalerweise zwischen -i*O°C und .1**O0C.Vorzugsweise uerden die Veresterungen nach dem erfindungsgemäßen Vsrfahren zwischen 0DC und 95°C
gestartet. Zueckmäßigerweise wird die Veresterungsreaktion ohne äußere
\ Wärmezufuhr durchgeführt; es ist lediglich bei der Herstellung von ,„
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dem Methylester von Vorteil, bei Temperaturen über +*»DC zu arbeiten,
weil Orthokieselsäuretetramethylester bei +i»°C erstarrt.
Die Zugabegeschwindigkeit des Alkohols und damit die Kalibrierung der
Zuführungsleitung kann in weitem Bereich nahezu beliebig gewählt werden. Sie hängt im wesentlichen von der Belastbarkeit und Leistungsfähigkeit
des Rückflußkühlers ab, der die Aufgabe hat, den während
der Reaktion entweichenden Chlorwasserstoff tiefzukühlen, um ein
Mitreißen des synthetisierten Esters zu vermeiden. Der Dosierungsdruck der alkoholischen Komponente richtet zum einen nach dem auf der
Zuführungsöffnung lastenden Gegendruck der Reaktionstnischung, der in
jeder Phase der Reaktion ausgeglichen sein muß.
Als zusätzlicher Überdruck reichen bis zu 10 mm Wassersäule aus;
er kann auch höher gewählt werden. Der Druck wird in einfacher Weise
beispielsweise durch entsprechende Überhöhung der Alkoholvorlage und
gegebenenfalls durch Benutzung eines Dosierventils hergestellt.
Der während der Veresterung entstehende Chlorwasserstoff bleibt teilweise
in dem flüssigen Reaktionsprodukt gelöst; teilweise entweicht
er gasförmig aus dem Reaktiunsraum. Zweckmäßigerweise wird er dabei
in einer Kühlfalle gekühlt, um ihn von mitgerissenem Chlorsilan oder
Kieselsäureester zu befreien. Er kann dann direkt einer weiteren Bestimmung zugeführt werden.
Der in dem Reakticnsprodukt gelöste Teil des Chlorwasserstoffs wird
nach Beendigung der Veresterungsreaktion aus dem ReaktiDnsmedium ausgetrieben.
Dies erfolgt durch an sich bekannte Maßnahmen, uie z.B.
Erhitzen des Reaktionsprodiiktes bis auf Siedetemperatur. Mit einem
solchen Erhitzen kann im allgemeinen direkt nach Beendigung der Alkoholzugabe begonnen werden, da die Veresterungsreaktion im allgemeinen
spontan abläuft.
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-B-
Nach dem EntfsrriEn cJes restlichen Chlorwasserstoffs aus dem Reaktiunsprodukt ujird dieses direkt nach an sich bekannten Methoden aufgearbeitet. Die bevorzugte Aufarbeitung durch Destillation ergibt Produkte mit Restaciditäten unter G ppm an hydrolisierbarem Chlorid in
Ausbeuten über 96 %.
ülenn oligomere Kieselsäureester mit etwa U bis 5 -SiO—Einheiten nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, z.B. Rthylsilikat *:
oder MGthylsilikat 51, dann ist es nicht nBtig, dos Endprodukt einer
Destillation odEr sonstigen Reinigung zu unterwerfen. Dieses fällt in
einer solchen Reinheit an, daß es für eins Weiterverarbeitung als Bindemittel direkt eingesetzt ujerden kann.
Die Umsetzung kann auch in Gegenwart von Lösungsmitteln stattfinden.
Diese werden in an sich bekannter Ueise, bevorzugt bsi der Veresterung
mit höheren Alkoholen oder Ätheralkoholen, angewandt. Sie werden in beliebiger Konzentration, vorzugsweise zwischen 2 und 15 Uol.%, bezogen auf das eingesetzte Chlorsilan, eingesetzt und haben vor allem
die Funktion, die Löslichkeit des Chlorwasserstoffs und den Siedepunkt
des Rohproduktes herabzusetzen. Besonders geeignet sind Kohlenwasserstoffe und Chlorkohlenwasserstoffe, wie beispielsweise Hexan, Heptan,
Isooctan, Benzol, Toluol, trans-Dichloräthylen, Trichlorethylen,
PerchlorSthylen etc.
Ausgangsstoffe vom Chlorsilantyp sind iisbesondere Tetrachlorsilan
und dessen höhere Homologe, die auch als oligomere Chlorsiloxane bezeichnet werden können. Sie entsprechen der allgemeinen formel
Cl3Si [οΞφΐ^Ί n Cl, in der π liierte zwischen C und 10, vorzugsweise
bJerte zwischen 1 und 6 annimmt. Beispiele für entsprechende höhere
Chlorsilane sind Hexachlordisiloxan, Octachlortrisiloxan und Hexschlorcyclotrisiloxan.
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Die alkoholischen Ausgangsstoffe sind primäre Alkohole, uiie Methanol,
Äthano^, n-Propanol, die primären Butanole, Pentanole, Hexnnole,
Heptanole, Gctanole, Nonanole, Decanole, Undecanole und Dodecanole,
außerdem insbesondere die zum Teil als Cellosolve bekannten Monaäther
verschiedener Glykole, wie beispielsweise 2-Methoxiäthanol,
2-Äthoxyäthanol, 2-Butoxiäthanol, Diäthylenglykolmnnomethyläther,
DiäthylRnglykolmonobutylather und Tetraäthylenglykolmonomethyläther.
Produkte, die vorteilhaft nach dem erfindungsgemäßen l/erfahren hergestellt
uierden, sind die aus Chlorsilanen nach bekannten Verfahren
sonst nur in sehr schlechten Ausbeuten zugänglichen Methylecter,
beispielsweise Tetrarnethoxisilan, Hexamethoxidisiloxan, Octamethoxitrisiloxan
und Methylsilikat 51 (Polykieselsäureiriethylester mit 51 %
SiÜ2-Gehalt), die Äthylester, beispielsweise Tetraäthoxysilan, Hexaäthoxidisiloxan,
Äthylsilikat itO (Polykieselsäureäthylester mit *tO %
SiOg-Gehalt), u.a. beispielsweise Tetra-n-propylorthosilikat, Tetran-butylorthosilikat,
Tetra-n-octylorthosilikat, Tetra-2-äthylhexylorthosilikat,
Tetra-n-nonylorthosilikat, Tetra-2-methoxiäthylorthosilikat,
Tetra-2-ätlioxiäthylorthosilikat und dessen GligomeresCz.B.
PolykieDRlsäure-2-äthoxiäthylester mit einem SiC^i-Gehalt von ca. 15 %).
Folgende Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren, ohne es
jedoch zu begrenzen.
Herstellung von Tetramethoxysilan aus Tetrachlorsilan und Methanol
nachddem erfindungsgemäßen Verfahren:
In einem emaillierten 2501-Hessel mit Rührwerk, heiz- und kühlbarem
Doppelmantel, bei -US0C arbeitenden Rückflußkühler (12mz) mit Rücklauftrichter
für Kondensat und mit Abgasleitung für Chlorwasserstoff (zur Wiederverwendung), je einem in der Gasphase und in der Flüssigphase
messenden Termometer und einer Alkohol-Vorlage von 22D 1 Inhalt
mit Dosierventil, die mit einem ß cm über dem unteren Klöpperboden des
Reaktors mündenden Auslaufrohr von ß mm lichtem Durchmesser ausgeist und deren Zulaufleitung eine Gefällhöhe von ca. 1600 mm übßr der
Mündung des Auslaufrohres hat, werden 238 kg (1,4 kMol) Tetra-
chlorsilan vorgelegt.
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Bei einer Starttemperatur von 12 C werden durch das Tauchrohr : innerhalb ca. 175 Minuten 179,2 kg (5,6kMol) Methanol (wasser-
; frei) in gleichmäßiger Geschwindigkeit von ca. 1 kg/Minute ein-•
gerührt, wobei eine spontane starke Chlorwasserstoffentwicklung stattfindet. Die Temperatur der flüssigen Phase sinkt innerhalb
weniger Minuten auf -19°C, die Temperatur der Gasphase in der ; gleichen Zeit auf ca. -8 C. Wegen des Erstarrungspunktes von
Tetramethoxisilan bei + 4OC wird die Temperatur der flüssigen
: Phase im Reaktor durch Beschickung des Doppelmantels mit Kühl-I
wasser auf ca. + 6°C geregelt. Währenddessen stellt sich in ;der Gasphase eine Temperatur von ca. 4-60C ein. Gegen Ende der
ίMethanolzugabe steigen beide Temperaturen langsam auf ca. 12°C
j an (Kühlwassertemperatur ca. I1I0C). Nach Beendigung der Zugabe
wird innerhalb von ca. 1Ί0 Minuten bis zum Sieden (121°C) erhitzt
und das siedende Rohprodukt in die Blase einer 6-Bodenikolonne,
die als Füllkörper 15 mm-Porzellansättel enthält, zur
anschließenden Destillation abgelassen.
!Die gaschromatographische Analyse des Rohproduktes zeigt einen Anteil von 98,2 % Tetramethoxisilan neben ca. 0,8 % Hexamethoxidisiloxan
und ca. 1 % Trimethoxichlorsilan.
Die laufende gaschromatographische überwachung des abgehenden
Chlorwasserstoffs zeigt in keiner Phase der Reaktion Gehalte an Methylchlorid oder Dimethylather an. Der Anteil an verdampftem
Produkt liegt bei ca. 0,01 f.
Die Destillation liefert 202 kg (94,8 %) Tetramethoxisilan nach
ca. 3 kg Trimethoxichlorsilan-haltigem Vorlauf. Der Siedepunkt liegt bei 121°C.
Die Restacidität liegt bei 16 ppm hydrolysierbarem Chlorid.
Die Restacidität liegt bei 16 ppm hydrolysierbarem Chlorid.
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'Insgesamt werden ca. 125 Nur Chlorwasserstoff als Neben-
produkt gewonnen. Ein Teilstrom davon wird bei 320 C in j
einem Wirbelschichtreaktor in bekannter Weise mit Ferro- j
silicium zu Trlchlorsilan umgesetzt. Im so gewonnenen Trichlor- i
silan ist kein Methyldichlcrsilan nachweisbar. Daraus durch j
thermische Reduktion im Wasserstoffstrom und Epitaxie gewonnenes ;
Halbleitersilidum enthält
< 1 ppra Kohlenstoff.
Vergleichsbeispiel 1
Herstellung von Tetramethoxisilan aus Tetrachlorsilan und
Methanol nach herkömmlicher Arbeitsweise:
In einem 501-Kolben mit Rührwerk, innenliegendem heiz- und
kühlbarem Schlangenwärmeaustauscher (0,5 m ), bei - 48°C
arbeitendem Rückflußkühler (4 m?~) mit Rücklauftrichter für
Kondensat und Abgasleitung für Chlorwasserstoff (zur Wiederverwendung),
je einem in der Gasphase und in der Flüssigphase messenden Thermometer und einer Alkoholvorlage von 501 Inhalt
mit Dosierventil,die mit einem im Tubus oberhalb der flüssigen Phase in die Gasphase mündenden Auslaufrohr von 25 mm lichter
Weite ausgerüstet ist, werden 47,76 kg (0,28 kMol) Tetrachlorsilan
vorgelegt. Bei einer Starttemperatur von I1J C werden
,'innerhalb ca. 150 Minuten 35,84 kg (1,12 kMol) Methanol (wasser-I
frei) in gleichmäßiger Geschwindigkeit von ca. 240 g/Minute
unter Rühren zugetropft. Die Temperatur der flüssigen Phase steigt innerhalb weniger Minuten auf 43°C, die Temperatur der
Gasphase spontan auf 79°C. Durch Wasserkühlung wird die flüssige Phase während der Methanolzugabe auf einer Temperatur von ca.
j27 - 32 C gehalten. Währenddessen stellt sich in der Gasphase
eine zwischen 58°C und 76°C schwankende Temperatur ein. Nach Beendigung der Zugabe wird innerhalb von ca. 150 Minuten bis zum
Sieden (l47°C) erhitzt und das siedende Rohprodukt in die Blase einer 6-Bodenkolonne, die als Füllkörper 15 mm-Porzellansättel
enthält, zur anschließenden Destillation abgelassen.
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27AA726
Die gaschromatographische Analyse des Rohproduktes zeigt einen ■ Anteil von ca. 6,*l % Trimethoxichlorsilan, ca. 35,4 £ Tetramethoxisilan
und ca. 58 ί oligomere Methoxisiloxane.
Die laufende gaschromatographische Überwachung des abgehenden Chlorwasserstoffs zeigt während der Methanolzugabe Gehalte an
Methylchlorid zwischen ca. 1,8 % und ca. 12,7 % und einen
Methanolgehalt von ca. 0,7 %. Während des Ausheizens treten ι dagegen ca. 2-k % Dimethyläther auf. Der Anteil an verdampftem
! Rohprodukt liegt bei ca. 0,01 %.
Die Destillation liefert neben ca. 4 kg überwiegend aus Trimethoxichlorsilan
bestehendem Vorlauf 10,6 kg (24,2 %) Tetramethoxisilan mit einer Restacidität von ca. 0,8 % an hydrolysierbarem
Chlorid, sodaß das Produkt nicht verwertbar ist, sondern redestilliert werden muß. Im Rückstand verbleiben ca.
21 kg nicht verwertbare Methoxipolysiloxane mit einer Restacidität von 5,2 % an hydrolysierbarem Chlorid.
Beispie]. 2
Herstellung von Tetraäthoxisilan aus Tetrachlorsilan und Äthanol nach dem erfindungsgemäßen Verfahren:
In einem emaillierten 2501-Kessel mit Rührwerk, heiz- und
kühlbarem Doppelmantel, bei - 48°C arbeitendem Rückflußkühler (12 m ) mit Rücklauftrichter für Kondensat und Abgasleitung
für Chlorwasserstoff (zur Wiederverwendung),, je einem in der Gasphase und in der Flüssigphase messenden Thermometer und
einer Alkoholvorlage von 2201 Inhalt mit Dosierventil, dessen Ablaufleitung über ein absperrbares T-Stück mit einer 8 mm-Lochblende
oberhalb des Bodenventils in den Bodenauslauf des Kessels mündet und eine Gefällhöhe von ca. 2000 mm hat, werden
170 kg ( IkMoI) Tetrachlorsilan vorgelegt.
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Bei einer Starttemperatur von 15°C werden aus der Vorlage über den Bodenauslauf des Kessels innerhalb ca. l80 Minuten
l8H kg (4 kMol) Äthanol (wasserfrei) in gleichmäßiger Geschwindigkeit
von ca. 1 kg/Minute eingerührt, wobei eine spontane heftige Chlorwasserstoffentwicklung stattfindet.
Die Temperaturen sowohl der flüssigen Phase als auch der Gasphase sinken innerhalb weniger Minuten zunächst auf -11 C,
halten sich längere Zeit In diesem Bereich, um dann langsam auf + 2 C anzusteigen (während etwa des letzten Drittels der
Reaktionszelt). Nach Beendigung der Zugabe wird innerhalb von ca. lUO Minuten bis zum Sieden (168 C) erhitzt und das siedende
Rohprodukt analog Beispiel 1 destilliert.
Die gaschromato^raphische Analyse des Rohproduktes zeigt
einen Anteil von 97,8 % Tetraäthoxisilan nebai ca. 1,4 %
Heixaäthoxidisiloxan und ca. 0,7 % Triäthoxlchlorsilan.
Die laufende gaschromatographische überwachung des abgehenden
Chlorwasserstoffs zeigt in keiner Phase der Reaktion Gehalte
an Ä'thylchlorid oder Diäthyläther an. Der Anteil an verdampftem Produkt liegt bei
< 0,01 %.
Die Destillation liefert 200,6 kg (96,5 %) Tetraäthoxisilan
nach ca. 1,8 kg triäthoxichlorsilanhaltigem Vorlauf. Der Siedepunkt liegt bei l68°C. Die Restacidität liegt bei 6 ppm
hydrolysierbarem Chlorid.
Insgesamt wurden ca. 90 Nm Chlorwasserstoff als Nebenprodukt
gewonnen. In analog Beispiel 1 daraus hergestelltem Trichlorsilan ist kein Methyldichlorsilan nachweisbar.
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Vergleichsbeispiel 2
Herstellung von Tetraäthoxisilan aus Tetrachlorsilan und Äthanol nach herkömmlicher Arbeitsweise: ■
In einer wie im Vergleichsbeispiel 1 beschriebenen Apparatur
werden 3^ kg (200 Mol) TetrnchJ orsilan vorpeler,t. Bei einer
Starttemperatur von 15 C werden innerhalb von ca. 120 Minuten
36,8 kg (800 Mol) Äthanol (wasserfrei) in gleichmäßiger Geschwindigkeit von ca. 300 g/Minute unter Rühren zugetropft.
Die Temperatur der flüssigen Phase steigt innerhalb weniger Minuten auf 310C, die Temperatur der Gasphase auf 61I0C. Durch
Wasserkühlung wird die flüssige Phase während der Äthanolzugabe auf einer Temperatur von ca. 21°C gehalten. Währenddessen stellt
sich in der Gasphase eine zwischen 52°C und 64°C schwankende Temperatur ein. Nach Beendigung der Zugabe wird innerhalb 150
Minuten bis zum Sieden (179°C) erhitzt und das siedende Rohprodukt analog Vergleichsbeispiel 1 destilliert.
Die gaschronatographische Analyse des Rohproduktes zeigt einen
Anteil von ca. 9,2 % Triäthoxichlorsilan, ca. 65,6 % Tetraäthoxisilan
und ca. 25 % oligomere Äthoxisilane.
Die laufende gaschromatographische Überwachung des abgehenden
Chlorwasserstoffs zeigt während der Äthanolzugabe Gehalte an Kthylchlorid zwischen ca. 1 % und ca. 5,Ί % und einen Äthanolgehalt
von ca. 0,6 %. Während des Ausheizens treten dagegen ca,
2 % Diäthyläther auf. Der Anteil an verdampftem Produkt liegt bei < 0,01 %.
/15
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Die Destillation liefert neben ca. 6 kg überwiegend aus Triäthoxichlcrsilan bestehendem Vorlauf 21,3 kg (51,2 %)
Tetraäthoxisilan mit einer Restacidität von ca. 0,3 % an \ hydrolysierbarem Chlorid, sodaß das Produkt für eine Verwertung
redestilliert werden muß. Im Rückstand verbleiben ca. 11,8 kg nicht verwertbare Äthoxipclysiloxane mit einer
Restacidität von 1,9 % an hydrolysierbarem Chlorid.
' Insgesamt werden ca. 17 Nm Chlorwasserstoffe als Nebenprodukt
gewonnen. In analog Beispiel 1 daraus hergestelltem Trichlorsilan werden ca. 0,9 % Methyldichlcrsilar. nachgewiesen. Aus diesem
Trichlorsilan uird durch thermische Reduktion im üJasserst off strom und
Epitaxie eine Siliciumqualität gewonnen, die ca. 412 ppm Kohlenstoff
enthält, und daher als Halbleitersilicium ungeeignet ist.
Herstellung von Tetra-2-methoxiäthoxisilan aus Tetrachlorsilan
: und 2-Methoxiäthanol nach dem erfindungsgemäßen Verfahren:
Analog Beispiel 1 werden 102 kg (600 Mol) Tetrachlorsilan vorgelegt.
Bei einer Starttemperatur von 26 C werden durch das Tauchrohr innerhalb ca. l80 Minuten l83 kg (2,4 kMol) 2-Methoxiäthanol
(wasserfrei) in gleichmäßiger Geschwindigkeit von ca. 1 kg/Minute eingerührt, wobei gasförmiger Chlorwasserstoff
entweicht. Die Temperaturen sowohl der flüssigen Phase als auch der Gasphase sinken langsam auf 12 C, stehen längere Zeit
bei 12-l4°C und steigen schließlich langsam an bis auf 22°C (während des letzten Drittels der Reaktionszeit). Nach Beendigung
der Zugabe wird innerhalb von ca. 70 Minuten auf 101I0C erhitzt,
12 kg Perchloräthylen eingerührt und weiter zum Sieden erhitzt, dann das siedende Rohprodukt in die Blase einer
6-Bodenkolonne mit einer Streckmetallfüllung (Kloss-Kolonne) zur
Destillation abgelassen. /16
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Die gaschromatographische Untersuchung des Rohproduktes zeigt neben ca. 6 % Perchloräthylen praktisch reines. Tetra-2-methoxiäthoxysilan.
Einige Verunreinigungen im Vor- und Nachlaufbereich liegen an der Erfassungsgrenze (ca. 0,002 %).
Die laufende gaschromatographische Kontrolle des abgehenden Chlorwasserstoffs zeigt in keiner Phase der Reaktion irgendwelche
Fremdstoffe im Chlorwasserstoff an.
Die Destillation liefert 197 kg (97,5 Z)Tetra-2-methoxiäthoxisilan.
Der Siedepunkt liegt bei 132°C (1 Torr). Die Restacidität liegt bei 6 ppm an hydrolysierbarem Chlorid. Der Gesamt-Chlorgehalt
beträgt 41J ppm.
Vergleichsbeispiel 3
Herstellung von Tetra-2-methoxiäthoxisilan aus Tetrachlorsilan
und 2-Methoxiäthanol nach herkömmlicher Arbeitsweise:
Analog Vergleichsbeispiel 1 werden 20,4 kg (120 Mol) Tetrachlorsilan
vorgelegt. Bei einer Startteinperatur von 19 0C werden innerhalb von ca. 120 Minuten 36,6 kg (480 Mol) 2-Methoxiäthanol
(wasserfrei) in gleichmäßiger Geschwindigkeit von ca. 300 g/Minute
unter Rühren zugetropft. Die Temperatur der flüssigen Phase steigt innerhalb weniger Minuten auf 36 0C, die Temperatur der
Gasphase auf 58 0C. Durch Wasserkühlung wird die flüssige Phase
während der Methylglykol-Zugabe auf einer Temperatur von 20 0C
gehalten. Währenddessen stellt sich in der Gasphase eine zwischen 45 0C und 58 0C schwankende Temperatur ein. Nach Beendigung der
Zugabe wird innerhalb von ca. 70 Minuten auf 104 0C erhitzt,
3 kg Perchloräthylen eingerührt und weiter zum Sieden (152 0C)
erhitzt, dann destilliert analog Beispiel 3.
84
- i7 -
Die gaschromatographische Untersuchung des Rohproduktes zeigt neben ca. 7,5 % Perchloräthylen Anteile von ca.
Ij,1 % Trl-2-methoxiäthoxichlorsilan, ca. 2,1 % Tri-2-methoxiäthoxi-2-chloräthoxisilan,
ca. 70,8 % Tetra-2-methoxiäthoxisilan und ca. 15 % oligomere 2-Methoxläthoxisiloxane
neben kleinen Mengen anderer Verunreinigungen im Vorlauf-Bereich.
Die laufende gaschromatographische Überwachung des abgehenden Chlorv/asserstoffs zeigt Gehalte an Methylchlorid zwischen ca.
1 % und 4,7 ?, an Dichloräthan zwischen ca. 0,7 % und 3,0 %
und einen Gehalt an 2-Methoxiäthanol von ca. 0,5 %.
Die Destillation liefert neben ca. 3,1 kg Vorlauf, der vorwiegend aus Tri-2-methoxiäthoxichlorsilan und Tri-2-methoxiäthoxi-2-chloräthoxisilan
besteht, 26,2 kg (65,6 %) Tetra-2-methoxiäthoxisilan mit einer Restacidität von ca. 800 ppm an
hydrolysierbarem Chlorid und einem Gesamt-Chlor-Gehalt von
0,3 %, der destillativ nicht abtrennbar ist.
Das Produkt ist somit unbrauchbar. Im Rückstand verbleiben ca. 8 kg nicht verwertbare 2-methoxiäthoxipolysiloxane mit einer
Restacidität von 0,6 % an hydrolysierbarem Chlorid und einem
Gesamt-Chlor-Gehalt von ca. 2 %.
/18
-309815/028/»
2.7 4 A 726
Herstellung von Tetra-2-äthoxiäthoxisllan aus Tetrachlorsilan
und 2-Äthoxiäthanol: :
Analog Beispiel 1 werden 88Λ kg (520 Mol) Tetrachlorsilan ί
j und 20 kg Perchloräthylen vorgelegt. Bei einer Starttemperatur ;
von 200C werden durch das Tauchrohr innerhalb ca. 180 Minuten j
187 kg (2,08 kMol) 2-Äthoxiäthanol (wasserfrei) in gleichmäßiger '
Geschwindigkeit von ca. 1 kg/Minute eingerührt, wobei gasförmiger
Chlorwasserstoff entweicht. Die Temperaturen sowohl der flüssigen
als auch der gasförmigen Phase sinken langsam auf 12 C, stehen ■ längere Zeit bei 12-11°C und steigen schließlich langsam an bis j auf 200C (während des letzten Drittels der Reaktionszeit). Nach : Beendigung der Zugabe wird innerhalb von ca. 70 Minuten auf Siedetemperatur (154OC) erhitzt, dann analog Beispiel 3 destilliert. j
Chlorwasserstoff entweicht. Die Temperaturen sowohl der flüssigen
als auch der gasförmigen Phase sinken langsam auf 12 C, stehen ■ längere Zeit bei 12-11°C und steigen schließlich langsam an bis j auf 200C (während des letzten Drittels der Reaktionszeit). Nach : Beendigung der Zugabe wird innerhalb von ca. 70 Minuten auf Siedetemperatur (154OC) erhitzt, dann analog Beispiel 3 destilliert. j
Die gaschromatographische Untersuchung des Rohproduktes zeigt
neben ca. 8 % Perchloräthylen praktisch reines Tetra-2-äthoxiäthoxisilan. Einige Verunreinigungen im Vor- und Nachlaufbereich
liegen an der Erfassungsgrenze (ca. 0,002 %).
neben ca. 8 % Perchloräthylen praktisch reines Tetra-2-äthoxiäthoxisilan. Einige Verunreinigungen im Vor- und Nachlaufbereich
liegen an der Erfassungsgrenze (ca. 0,002 %).
Die laufende gaschromatographische Kontrolle des abgehenden
Chlorwasserstoffs zeigt keine Premdstoffe.
Chlorwasserstoffs zeigt keine Premdstoffe.
Die Destillation liefert 196 kg (98 %) Tetra-2-äthoxiäthoxisilan.
Der Siedepunkt liegtbei 1*J2°C (1 Torr). Die Restacidität
liegt bei < 4 ppm an hydrolysierbärem Chlorid. Der
Gesamt-Chlor-Gehalt beträgt 30 ppm.
Gesamt-Chlor-Gehalt beträgt 30 ppm.
/19
909815/078 4 —
Beispiel 5
Herstellung von Hexamethoxidisiloxan aus Hexachloridisiloxan und Methanol:
In einem 41-Mehrhalskolben mit Rührer, durch Thermostaten
heiz- und kühlbarem Doppelmantel, bei -^20C arbeitendem
2
Rückflußkühler (0,2 m ) mit Rücklauftrichter für Kondensat und mit Abgasleitung zu einer mit Kalkmilch beschickten Vorlage, Je einem in der Gasphase und in der Flüssigphase messenden Thermometer und einem Tropftrichter mit Dosierventil, dessen Auslaufrohr unter der Oberfläche der flüssigen Phase in einer Auslauföffnung von 1 mm lichtem Durchmesser mündet, werden 2850 g (10 Mol) Hexachlordisiloxan und 200 ml Trichloräthylen vorgelegt. Bei einer Starttemperatur von 24 C werden durch das Tauchrohr innerhalb ca. 95 Minuten 1920 g (60 Mol) Methanol (wasserfrei) in gleichmäßiger Geschwindigkeit von ca. 20 g /Minute eingerührt, wobei sich gasförmiger Chlorwasserstoff entwickelt. Die Temperautr der flüssigen Phase sinkt innerhalb weniger Minuten auf -23°C, die Temperatur der Gasphase gleichzeitig auf -2 C. Erst im dritten Drittel der Methanolzugabe steigt die Temperautr in beiden Phasen langsam auf ca. 12 C an. Nach Beendigung der Zugabe wird innerhalb ca. 70 Minuten bis zum Sieden (127°C) erhitzt. Abschließende Destillation liefert neben 200 ml Trichloräthylen 2530 g (98,2 %) Kexamethoxidisiloxan vom Siedepunkt 8l°C ( 2 Torr);
Rückflußkühler (0,2 m ) mit Rücklauftrichter für Kondensat und mit Abgasleitung zu einer mit Kalkmilch beschickten Vorlage, Je einem in der Gasphase und in der Flüssigphase messenden Thermometer und einem Tropftrichter mit Dosierventil, dessen Auslaufrohr unter der Oberfläche der flüssigen Phase in einer Auslauföffnung von 1 mm lichtem Durchmesser mündet, werden 2850 g (10 Mol) Hexachlordisiloxan und 200 ml Trichloräthylen vorgelegt. Bei einer Starttemperatur von 24 C werden durch das Tauchrohr innerhalb ca. 95 Minuten 1920 g (60 Mol) Methanol (wasserfrei) in gleichmäßiger Geschwindigkeit von ca. 20 g /Minute eingerührt, wobei sich gasförmiger Chlorwasserstoff entwickelt. Die Temperautr der flüssigen Phase sinkt innerhalb weniger Minuten auf -23°C, die Temperatur der Gasphase gleichzeitig auf -2 C. Erst im dritten Drittel der Methanolzugabe steigt die Temperautr in beiden Phasen langsam auf ca. 12 C an. Nach Beendigung der Zugabe wird innerhalb ca. 70 Minuten bis zum Sieden (127°C) erhitzt. Abschließende Destillation liefert neben 200 ml Trichloräthylen 2530 g (98,2 %) Kexamethoxidisiloxan vom Siedepunkt 8l°C ( 2 Torr);
D.1° 1,123; nD 20 1,3813; Fp.
< -700C.
Elementanalyse: C H Si
berechnet ( C5H18O7Si2): 27,9 %\ 7,0 %\ 21,7 Ϊ;
gefunden : 27,8 Ϊ; 7,2 Ϊ; 21,7 %;
909815/0284 /20
Beispiel 6 .
Herstellung von Octamethoxitrisiloxan aus Octachlortrisiloxan und Methanol:
Analog Beispiel 5 werden 2000 g (5 Mol) Octachlortrisiloxan und 200 ml Isooctan vorgelegt. Innerhalb 60 Minuten werden
1280 g (Ί0 Mol) Methanol (wasserfrei) eingerührt. Der Temperaturverlauf
während der Reaktion entwickelt sich ähnlich Beispiel 5· Nach Beendigung der Methanol-Zugabe wird innerhalb
ca. 60 Minuten zum Sieden (1^2°C) erhitzt. Abschließende
Destillation liefert neben ca. 200 ml Isooctan 1712 g'(9*1,3 %)
Octamethoxitrisiloxan vom Siedepunkt ll6°C (2 Torr);
D./0 1,163; „D 20 | 1,3866 | > | C | Fp. < | -70 | ,6 | 0C. | Si | .1 | %; |
Elementaranalyse: | 26 | H | ,8 | 23 | ,0 | %\ | ||||
berechnet(für CoH24O1- | ,Si3): | 26 | ,3 %\ | 6 | 2; | 23 | ||||
gefunden | • • |
·« *; | 6 | |||||||
Beispiel 7
Herstellung von Methylsilikat 51 (Polykieselsäuremethylester
mit 51 % SiO2-Gehalt) aus Tetrachlorsilan, Methanol und Wasser
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren:
Es wird analog Beispiel 1 gearbeitet, jedoch uird das Rohprodukt
nach dem Ausheizen nicht destilliert sondern unter Stickstoff gesetzt
und bei IOA0 C durch das Tauchrohr mit 2 kg Methanol versetzt und anschließend 2 Stunden lang unter Rückfluß neutral gekocht.
909815/0284
Anschließend wird unter Stickstoff auf ca. 40°C abgekühlt und
durch das Tauchrohr 18,9 kg (1,05 kMol) destilliertes V/asser
innerhalb ca. 10 Minuten eingerührt. Es wird 2 Stunden bei 60°C nachgerührt und schließlich in der in Eeispiel 1 beschriebenen
Destillationsblase bei 50 Torr und 65°C das Methanol abgezogen und in einer bei -45°C arbeitenden Kühlfalle
kondensiert (Methanol-Ausbeute: 64,6 kg, entsprechend ca. 95 % Ausbeute). Aus der Destillationsblase v/erden 162,8 kg Methylsilicat
51 abgefüllt. Das entspricht einer Ausbeute von ca. 99 ' Die Restacidität ist
< 4 ppm an hydrolysierbarem Chlorid.
D.J1 20 1,160; Flammpunkt 450C; Viskosität 7,7 cP (200C);
Zersetzungstemperatur ca. 15o C.
Elementaranalyse: berechnet (für C1
gefunden
Das Produkt ist ohne weitere Reinigung in an sich bekannter Weise industriell verwendbar beispielsweise für die Herstellung von
Leuchtschichten auf gläsernen Bildröhren für Elektronenstrahl-Oszillcgraphen, als Formsand-Binder und für die Herstellung von
Zinkstaub-Farben.
909815/0284
C | ,6 | %l | H | ,5 | *; | Si | °2 |
25 | ,4 | %·> | 6 | %; | 51 | ,1 %l | |
25 | 6 | 51 | ,0Ϊ; | ||||
Beispiel 8
Herstellung von Äthylsilikat 40 (Polykieselsäureäthylester
mit ca. 10 % SiO2-Gehalt) aus Tetrachlorsilan, Äthanol und
Wasser nach dem erfindungsgemäßen Verfahren:
In einem emaillierten 1 m^-Kessel mit Rührwerk, heiz- und j
kühlbarem Doppelmantel, bei -15°C arbeitendem Rückflußkühler
(30 m2) mit Rücklauftrichter für Kondensat und Abgasleitung
für Chlorwasserstoff (zur Wiederverwendung), je einem in der Gasphase und in der Flüssigphase messenden Thermometer und
einer Alkohol-Vorlage von 1 m' Inhalt mit Dosierventil, dessen
Ablaufleitung mit einem ca. 25 cm über dem unteren Klöpperboden des Reaktors mündendem Auslaufrohr von 25 mm lichtem Durchmesser
ausgerüstet ist und eine Gefällhöhe von ca. 8 .τ. über der Mündung
des Auslaufrohres hat, werden 2550 kg (15 kMol) Tetrachlorsilan vorgelegt.
Bei einer Starttemperatur von +60C werden aus der Alkohol-Vorlage
über das Tauchrohr 2530 kg (55 kMol) Äthanol (wasserfrei) im Verlauf
von ca. 240 Minuten eingerührt; und zwar erfolgt der Zusatz
der ersten ca. 500 kg mit einer Geschwindigkeit von ca. 8 kg / Minute, wobei die Temperaturen der flüssigen und der Gas-Phase
im Reaktor auf ca. -9°C absinken, dann wird die Zugabegeschwindig-.
keit auf 12-13 kg Äthanol pro Minute gesteigert, wobei die beiden Innentemperaturen noch etwas weiter sinken, um im letzten Drittel
der Zugabezeit langsam auf ca. 18CC anzusteigen. Nach Beendigung
der Äthanolzugabe wird innerhalb ca.'*l80 Minuten zum konstanten Sieden (bei ca. l67°C) erhitzt. Nach dem Ausheizen wird das
Rohprodukt unter Stickstoff gesetzt und bei ca. 30°C mit einer Lösung von 205 kg (11,1 kMol) destillierter?. Wasser in 500 kg
Äthanol vermischt. Es wird 3 Stunden bei ca. 700C nachgerührt,
das Rohprodukt in eine Destillatior.sblase mit einfachem Destillationsaufsatz
übertragen und das Äthanol bei 30 Torr und 78 C abgezogen und in einer bei -15°C arbeitenden Kühlfalle kondensiert.
(Äthanol zur Wiederverwendung: 1285 kg, entsprechend ca. 99 % Ausbeute). /23
90 9 8 15/02 8k
Aus der Destillationsblase wird das Produkt über eine mit Zink-Granalien
gefüllte Säule abgelassen. Es werden 2OG kg Äthylsilikat Uü
erhalten. Das entspricht einer Ausbeute van ca. 98 %.
pH-Messung mit Universal Indikator (Merck) ergibt einen tJert von 7.2.
Der Hydrolyse-Test von 200 ml im Dewar-Gefäß durch Verrühren mit einer
Mischung aus 160 ml Äthanol und UO ml 1 %iger Salzsäure ergibt einen
Temperaturanstieg von 20n C auf 39,B^ C in 312 Sekunden.
Das hergestellt Äthylsilikat i*0 hat eine Dichte von 0.^2α=1
Flammpunkt: ί»6° C; Viskosität: U,7 cP (20° C);
Elementarsnalyse: | C | 3 | *; | H | U | %; | Si | O2 | %; |
berechnet (für Cpgl-^gQ^Si^): | 39, | 7 | 96; | ß, | 1 | *;· | 39 | ,3 | %; |
berechnet (für Cp^H60O16Si5): | 38, | 9 | %·, | 8, | CSJ | %; | UO | ,3 | |
gefunden: : | 38, | B, | 39 | ,9 | |||||
Das Produkt ist ohne weitere Reinigung in an sich bekannter Ueise
industriell verwendbar, beispielsweise für die Herstellung von Zinkstaubfarben
für antikorrosive Anstriche, z.B. gegen Meerwasser oder aggressive Atmosphäre und als Formsandbinder.
Die laufende gaschromatographischs Untersuchung des während der Reaktion
abgehenden Chlorwasserstoffs zeigt in keiner Phase der Reaktion Gehalte an Äthylchlorid oder Diäthyläther an. Der Anteil an verdampften
Produkt liegt bei ^ 0,01 %.
Insgesamt werden ca. 1200 IMm3 Chlorwasserstoff als Nebenprodukt gewonnen
und der Wiederverwendung zugeführt. Ein Teilstrom davon wird bei 320° C in einem üJirbelschicht-Reaktor in an sich bekannter Ueise mit
Ferrosilicium zu Trichlorsilan umgesetzt. Im so gewonnenen Trichlorsilan
ist kein Methyldichlorsilan nachweisbar. Daraus durch thermische Reduktion im Uasserstoffstrom und Epitaxie hergestelltes Halbleitersilicium
enthält <1 ppm Kohlenstoff.
909815/0 2 84
.2k- 274A726
Herstellung von Athylsilikat ^O (PolykieselsäureäthylEstsr mit ca. UQ %
SiOg-Gehalt) aus Tetrachlorsilsn, Äthanol und liiasser nach herkömmlichen Verfahren:
In dem im Beispiel ß genannten ^m3 Rührkessel, der jedoch versehen ist
mit einem Zulaufrohr von ^O mm Durchmesser aus der Alkohol-Uorlage,
das im Tubus oberhalb der flüssigen Phase in die Gasphase des Reaktors
mündet, werden 2550 kg (15 kMol) Tetrachlorsilan vorgelegt. Über die
Zuleitung werden analog 2622 kg (ca. 57 kMol) Äthanol zugetropft. Die Temperatur der Flüssigphase steigt dabei auf 27° C an; die der Gasphase auf ca. bü0 C. Nach Beendigung der Zugabe uird zum konstanten
Sieden (ca. 168° Oerhitzt. Nach dem Ausheizen wird das Rohprodukt
unter Stickstoff gesetzt und bei ca. 3D0 C mit einer Lösung von 163,8 kg
(9,1 kMol) destilliertem Wasser und *>00 kg Äthanol vermischt. Beim
Abziehen des Äthanols werden 1080 kg (89,7 % Ausbeute) zurückgewonnen.
Die Fehlmenge an Äthanol gegenüber Beispiel 8 beträgt somit 197 kg.
Neutralisiation analog Beispiel B, jedoch mit erhöhtem Zink-Verbrsuch,
ergibt ebenfalls 2200 kg brauchbares Äthylsilikat *»0 vom pH 7,1 und
Hydrolysets3t in 370 Sskuncfen.
Die laufende gaschromatographische Untersuchung des während der Reaktion abgehenden Chlorwasserstoffs zeigt neben ca. 1,E % Äthanol,
ca. 2,9 % Äthylchlorid und ca. 0,6 % Diethylether; der Anteil an
verdampftem Produkt liegt bei 0,01 55.
Insgesamt werden ca. 1200 Nm3.Chlorwasserstoff als Nebenprodukt gewonnen und der Wiederverwertung zugeführt. In dem daraus analog
Beispiel 8 hergestelltem Trichlorsilan werden ca. 0,7 % Methyldichlorsilan nachgewiesen. Aus diesem Trichlorsilan wird durch thermische Rsduktion im Uasserstoffstrom und Epitaxie eine Siliciumqualität gewonnen, die ca. 300 ppm Kohlenstoff enthält und daher
als Halbleitersilicium ungeeignet ist.
Claims (1)
- vnrl. Nr. 278U OZ: 770801. Verfahren zur Herstellung von KiecelsäurEarthcestsrn und deren — Cligcntb-rEP. riarr.h Veresterung von Tetrachlorsilan und dessenhJ:> Homologen in!t primären Alkoholen, gegebenenfalls unter Zusatz vondadurch gekennzeichnet,daß man dir. Alkohole ohne Berührung mit der Gasphase direkt in des flüssige Chlorsilsn einleitet und nach beendeter Reaktion tian Rest das mährend äer Reaktion gebildeten Chlorwasserstoffs aus dem Reakbionsraum entfernt.?.. Verfahren y^-.rB Anspruch 1, dadurch genkenn^cichnot,, dnß der Alkohol mit einem geringen Überdruck eingeleitet uird.3. Verfahren DRinäß einen der Anspruchs 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dia VersstErungsre2ktion ohne äußere U!ermezu*'uhr durchgeführt kiird.it. Verfahren zur Herstellung von OrthokiesslsDureestern gemäß einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, 1JeB ein wasserfreier Alkohol eingesetzt uird.5. Verfahren zur Herstellung von oligomers Kieselsäureestern g einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man nach der Entfernung des gebildeten Chlorwasserstoffs die den guujünEChten Grad der Dligomerisierung entsprechende Menge LJasser, gegebenenfalls im Gemisch mit dem Alkohcl der Esterkomponente, dem Reaktionsgemisch ohne Berührung mit der Gasphase untermischt, das erhaltene Gemisch auf Temperaturen zwischen ^O und 100 ° C, gegebenenfalls in Gegenwart eines Inertgases, erhitzt und nach erfolgter Dlignmerisierung das erhaltene Kondensat auf an sich bekennte LJeise abtrennt.90981 5/0284ORIGINAL INSPECTED6. l/erfahren zur Herstellung von oligomersn KieselsäureEstern gemäß Einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als eines der Ausgsngsprnriukts Tetracnlorsilan einsetzt und den Alkohol zusammen mit cinar dem gewünschten "Iigomerisierungsgrsd entsprechenden Menge Wasser in das Tctrachlorsiian einleitet.7. Verfahren zur Herstellung von oligoirsren Kicselsäureestern gemäß einem der Ansprüche 1 bis ^, dadurch gekennzeichnet, daß man als höhere Homologe des Tetruchlorsilans Verbindungen der FormelCl3 Siin der η Werte zwischen 1 und 1Π, vorzugstmise zuischen und 6 annimmt, einsetzt und die Reaktion mit wasserfreiem Alkohol durchführt.8. Verfahren zur Herstellung von KieselsMureestern gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in Gegenwart eines Lösungsmittels aus der Gruppe der Kohlenwasserstoffe oder Chlorkohlenwasserstoffe durchfühlt.909815/0284
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