CN101462993A - 一种橡胶硫化促进剂二硫化四芐基秋兰姆的制备方法 - Google Patents

一种橡胶硫化促进剂二硫化四芐基秋兰姆的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种橡胶硫化促进剂二硫化四苄基秋兰姆的制备方法，所述方法使用的原料及其摩尔比为：二苄胺∶二硫化碳∶氢氧化钠∶过氧化氢∶硫酸＝1∶1～1.30∶1.0～1.2∶0.5～0.6∶0.28～0.35mol；本发明方法的具体工艺过程为：在常压下，在搅拌状态下向盛有纯化水的反应釜内依次加入二苄胺、氢氧化钠；随后降温至20℃～30℃，开始滴加二硫化碳液体，滴加时间为2～3小时；滴加完毕后，继续搅拌0.5小时；接着，在58℃～63℃下，向反应物中滴加过氧化氢进行氧化反应，反应时间为3～4小时，待氧化反应快结束时，加入硫酸以调节反应液的pH值在6.5～7.5的范围内，即反应结束；之后再保温反应1小时，进行固液分离，将固体烘干、粉碎、过筛、包装即可获得产品。采用本发明的方法，可有效提高产品的质量、收率和性能，大大降低生产过程中的安全隐患，节能降耗，减少生产过程中的废水和废气的排放，符合国家相关环保政策。

Description

一种橡胶硫化促进剂二硫化四苄基秋兰姆的制备方法
一、技术领域：
本发明涉及一种橡胶硫化促进剂的制备方法，尤其是涉及一种橡胶硫化促进剂二硫化四苄基秋兰姆的制备方法。
二、背景技术：
近年来，随着橡胶加工业、国内汽车工业和通讯产业的迅猛发展，带动了橡胶加工业快速增长，给橡胶助剂行业的发展提供了前所未有的良好机遇。入世以来，我国橡胶促进剂产品的生产虽然已有大幅度提高，但与国外发达国家相比，在产品内在质量及“绿色”环保技术等方面仍存在很大差距。中国助剂工业将扩大绿色、无毒助剂产品的市场份额，大幅度削减含亚硝胺、再加工过程中会产生致癌物质的次磺酰胺类促进剂。对推进清洁生产、发展绿色助剂已给予了极大的重视，特别是逐渐淘汰产生亚硝胺致癌物产品的认识已深入人心，并取得初步成效。橡胶硫化促进剂二硫化四苄基秋兰姆(TBzTD)就是一种绿色环保型橡胶硫化促进剂，广泛使用于天然橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶和丁腈橡胶等的硫化加工。在现代绿色轮胎胶料中可以用来替代产生亚硝胺致癌物的二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)等产品。
橡胶硫化促进剂二硫化四苄基秋兰姆(TBzTD)的生产技术，国内目前普遍采用甲醇、乙醇、异丙醇等溶剂法，这些工艺在生产中除了排放出大量有机溶剂的有毒气体外；更为严重的是，在其生产过程中存在着重大的生产安全隐患，因为现有的生产工艺中，在反应釜内进行的反应过程中，是在带压状态下进行的，反应中各反应物均为气态形式存在，它们均为易燃、易爆的物质，稍有不慎就可能发生爆炸，造成人员和财产的损失；同时，现有技术的工艺过程能耗高，反应后产生的大量废水、废气，给环保治理带来很大的困难，难于实现“清洁绿色”生产，不符合国家环保政策和节能生产要求。而且产品熔点低，外观黄，难以满足国内外销售市场的高端要求。
虽然中国专利申请CN1827596A也公开了一种制备二硫化四苄基秋兰姆的方法，但是该方法依然存在一些问题，首先反应后产品的收率(即该申请中的得率)较低，造成生产效率不高，虽然该申请声称其得率为96％以上，但从其公开的实施例中可以看出，其实际的得率仅为95％和91％，；另外，所得产品的纯度不好，不能满足客户的更高要求，而且采用该申请的方法制备的产品熔点低，外观黄，也不能满足高端客户的需求。
三、发明内容：
针对现有技术中存在的这些缺陷，本发明的申请人经过大量的试验、分析、研究，找到了一种橡胶硫化促进剂二硫化四苄基秋兰姆的制备方法。采用本发明的方法，可有效提高产品的质量、收率和性能，大大降低生产过程中的安全隐患，节能降耗，减少生产过程中的废水和废气的排放，符合国家相关环保政策。
本发明提供了一种橡胶硫化促进剂二硫化四苄基秋兰姆的制备方法，所述方法使用的原料及其摩尔比为：二苄胺：二硫化碳：氢氧化钠：过氧化氢：硫酸＝1：1～1.30：1.0～1.2：0.5～0.6：0.28～0.35mol；其具体工艺过程为：在常压下，在搅拌状态下向盛有纯化水的反应釜内依次加入二苄胺、氢氧化钠；随后降温至20℃～30℃，开始滴加二硫化碳液体，滴加时间为2～3小时；滴加完毕后，继续搅拌0.5小时；接着，在58℃～63℃下，向反应物中滴加过氧化氢进行氧化反应，反应时间为3～4小时，待氧化反应快结束时，加入硫酸以调节反应液的pH值在6.5～7.5的范围内，即反应结束；之后再保温反应1小时，进行固液分离，将固体烘干、粉碎、过筛、包装即可获得产品。
1、本发明所用原料
1.1、二苄胺：一种无色或淡黄色的透明油状液体，有微量的苦杏仁气味，不易挥发，呈碱性，长时间在空气中存放颜色会加重。
1.2、过氧化氢：又名过氧化氢，一种无色透明液体，相对密度1.4067(25℃)，溶于水、醇、醚，不溶于石油醚，极不稳定，遇光、热、粗糙表面、重金属及其它杂质会引起分解，同时放出氧和热。具有较强的氧化能力，为强氧化剂。在酸性条件下较稳定。
1.3、硫酸：纯品为无色，无臭，透明的无色液体，逞强酸性。市售的工业硫酸为无色至微黄色，甚至红棕色。相对密度：98％的硫酸为1.8365(20℃)，93％的硫酸为1.8276(20℃)，熔点为10.35℃，沸点为338℃。有很强的吸附能力，与水可以按不同比例混合，并放出大量的热，为无机强酸，腐蚀性很强，化学性质很活拨。几乎能与所有金属及其氧化物、轻氧化物反应生成盐，还能与其它无机酸的盐类作用。在稀释硫酸时，只能注酸入水，以防酸液表面局部过热而发生爆炸喷酸事故。浓度低于76％的硫酸与金属反应会放出氢气。
1.4、氢氧化钠：又名片碱，一种白色片状固体。密度2.130g/cm3。熔点318.4℃。沸点1390℃。工业品含有少量的氯化钠和碳酸钠，是白色不透明的固体，稀释性强，露置空气中时，易吸收空气中的水分逐渐潮解，最后全成溶液，易吸收空气中的CO2转变成纯碱，水溶液呈强碱性，溶于甘油和乙醇，不容于丙酮，有强腐蚀性。
1.5、二硫化碳：无色或微黄色挥发性透明液体，相对密度1.265，纯品带有芳香味，粗制品因含有硫磺及其它杂质而呈淡黄色，并有恶臭。沸点：46.3℃，闪电：—30℃。微溶于水(22℃，0.22g/100ml；50℃，0.14g/ml)溶于醇和醚，有高折光性，易流动，剧毒。具有很强的溶解能力，可溶解脂、蜡、树脂、生橡胶、硫磺、磷等。其蒸气与空气混合易于着火及爆炸，极限浓度30mg/ml。
2、本发明的生产配方：
本发明的方法使用的原料及其摩尔比为：
二苄胺：二硫化碳：氢氧化钠：过氧化氢：硫酸＝1：1～1.30：1.0～1.2：0.5～0.6：0.28～0.35mol；
3、本发明的具体工艺过程：
在常压下，在搅拌状态下向盛有纯化水的反应釜内依次加入二苄胺、氢氧化钠；随后降温至20℃～30℃，开始滴加二硫化碳液体，滴加时间为2～3小时；滴加完毕后，继续搅拌0.5小时；接着，在58℃～63℃下，向反应物中滴加过氧化氢进行氧化反应，反应时间为3～4小时，待氧化反应快结束时，加入硫酸以调节反应液的pH值在6.5～7.5的范围内，即反应结束；之后再保温反应1小时，进行固液分离，将固体烘干、粉碎、过筛、包装即可获得产品。
4、本发明产品的优点：
本产品生产与国内相应产品对比具有以下优点：
(1)、产品生产过程中有毒气体排放量少，对环境污染小。废水量少、生产周期短；节能、降耗；生产过程安全系数高，固定资产投资少；
(2)、产品外观较其它同类品颜色白、粒经细；
(3)、产品的初熔点≥132℃，纯度>98％；
(4)、产品保质期长，在室温条件下更稳定；
(5)、在橡胶硫化实验中：硫化时间短，焦烧时间长，比同类品表现出优越的硫化性能。
四、附图说明：
附图为本发明橡胶硫化促进剂二硫化四苄基秋兰姆的制备方法的工艺流程图。
五、具体实施方式：
本发明的方法使用的原料及其摩尔比为：
二苄胺：二硫化碳：氢氧化钠：过氧化氢：硫酸＝1：1～1.30：1.0～1.2：0.5～0.6：0.28～0.35mol；
其工艺过程为：在常压下，在搅拌状态下向盛有纯化水的反应釜内依次加入二苄胺、氢氧化钠；随后降温至20℃～30℃，开始滴加二硫化碳液体，滴加时间为2～3小时；滴加完毕后，继续搅拌0.5小时；接着，在58℃～63℃下，向反应物中滴加过氧化氢进行氧化反应，反应时间为3～4小时，待氧化反应快结束时，加入硫酸以调节反应液的pH值在6.5～7.5的范围内，即反应结束；之后再保温反应1小时，进行固液分离，将固体烘干、粉碎、过筛、包装即可获得产品。
实施例1：
本实施例所使用的原料及其摩尔比为：
二苄胺：二硫化碳：氢氧化钠：过氧化氢：硫酸＝1：1.2：1.1：0.53：0.3；
具体工艺过程为：在常压下，在搅拌状态下向盛有纯化水的反应釜内依次加入二苄胺、氢氧化钠；随后降温至24℃，开始滴加二硫化碳液体，滴加时间为2.5小时；滴加完毕后，继续搅拌0.5小时；接着，在60℃下，向反应物中滴加过氧化氢进行氧化反应，反应时间为3.5小时，待氧化反应快结束时，加入硫酸以调节反应液的pH值为6.8，即反应结束；之后再保温反应1小时，进行固液分离，将固体烘干、粉碎、过筛、包装即可获得产品。所得产品的颜色白，经检测，产品的初熔点为132℃，产品的纯度为98.5％，反应的收率为96％。由于在常压下进行反应，反应过程中安全系数高；同时，反应后产生的废水废气量少，满足国家环保要求。
实施例2：
本实施例所使用的原料及其摩尔比为：
二苄胺：二硫化碳：氢氧化钠：过氧化氢：硫酸＝1：1.25：1.16：0.56：0.33；
具体工艺过程为：在常压下，在搅拌状态下向盛有纯化水的反应釜内依次加入二苄胺、氢氧化钠；随后降温至26℃，开始滴加二硫化碳液体，滴加时间为3小时；滴加完毕后，继续搅拌0.5小时；接着，在62℃下，向反应物中滴加过氧化氢进行氧化反应，反应时间为3.2小时，待氧化反应快结束时，加入硫酸以调节反应液的pH值为7.1，即反应结束；之后再保温反应1小时，进行固液分离，将固体烘干、粉碎、过筛、包装即可获得产品。所得产品的颜色白，经检测，产品的初熔点为133℃，产品的纯度为98.9％，反应的收率为96.5％。由于在常压下进行反应，反应过程中安全系数高；同时，反应后产生的废水废气量少，满足国家环保要求。
实施例3：
本实施例所使用的原料及其摩尔比为：
二苄胺：二硫化碳：氢氧化钠：过氧化氢：硫酸＝1：1.3：1.2：0.6：0.35；
具体工艺过程为：在常压下，在搅拌状态下向盛有纯化水的反应釜内依次加入二苄胺、氢氧化钠；随后降温至28℃，开始滴加二硫化碳液体，滴加时间为3.8小时；滴加完毕后，继续搅拌0.5小时；接着，在63℃下，向反应物中滴加过氧化氢进行氧化反应，反应时间为3.0小时，待氧化反应快结束时，加入硫酸以调节反应液的pH值为7.4，即反应结束；之后再保温反应1小时，进行固液分离，将固体烘干、粉碎、过筛、包装即可获得产品。所得产品的颜色白，经检测，产品的初熔点为132.5℃，产品的纯度为98.3％，反应的收率为96.2％。由于在常压下进行反应，反应过程中安全系数高；同时，反应后产生的废水废气量少，满足国家环保要求。

Claims (1)

1、一种橡胶硫化促进剂二硫化四苄基秋兰姆的制备方法，
所述方法使用的原料及其摩尔比为：二苄胺：二硫化碳：氢氧化钠：过氧化氢：硫酸＝1：1～1.30：1.0～1.2：0.5～0.6：0.28～0.35mol；
其具体工艺过程为：在常压下，在搅拌状态下向盛有纯化水的反应釜内依次加入二苄胺、氢氧化钠；随后降温至20℃～30℃，开始滴加二硫化碳液体，滴加时间为2～3小时；滴加完毕后，继续搅拌0.5小时；接着，在58℃～63℃下，向反应物中滴加过氧化氢进行氧化反应，反应时间为3～4小时，待氧化反应快结束时，加入硫酸以调节反应液的pH值在6.5～7.5的范围内，即反应结束；之后再保温反应1小时，进行固液分离，将固体烘干、粉碎、过筛、包装即可获得产品。
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