CN102276509A - 一步法制备橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌的方法 - Google Patents
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Abstract
一种一步法制备橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌的方法，以二苄胺、氧化锌与二硫化碳为反应物，以水作溶剂，在催化剂作用下一步合成橡胶助剂二苄基二硫代氨基甲酸锌，所述二苄胺、氧化锌、二硫化碳的摩尔比为2∶1-1.5∶2-2.5；溶剂水用量为反应物总质量的5-10倍；催化剂用量为二苄胺质量的0.02-0.08％。该工艺操作简单，易实现工业化生产，设备投资少，用于使用催化剂，生产过程由二步法变为一步法，工艺流程短，生产成本低。
Description
技术领域
本发明属于橡胶助剂技术领域，具体涉及一种一步法制备橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌的方法。
背景技术
二苄基二硫代氨基甲酸锌，不易产生致癌亚硝胺，硫化活性温度较低，操作较为安全，是噻唑类促进剂优良的活化剂，可用于替代促进剂ZDMC(二甲基二硫代氨基甲酸锌)、ZDEC(二乙基二硫代氨基甲酸锌)等，用作天然橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、天然胶乳和合成胶乳的主促进剂或助促进剂。该品具有很好的耐焦烧性能，在胶乳胶料中具有很好的耐早期硫化性能，使用时可直接加入胶料，也可制成预分散体加入胶乳中。
目前公开的二苄基二硫代氨基甲酸锌的生产工艺一般采用二步工艺，即二苄胺与碱、二硫化碳先在低温下进行缩合反应，得到中间体二苄基二硫代氨基甲酸钠，再与锌盐置换反应，生成二苄基二硫代氨基甲酸锌产品。工艺流程图如图1图1所示，反应原理如下：
此生产工艺产品生产成本高，能耗高；同时排放大量的含盐废水，而且很难处理，对环境污染严重。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的生产二苄基二硫代氨基甲酸锌成本高，废水排放量大的技术问题，提供一种一步法制备橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
本发明的一步法制备橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌的方法，以二苄胺、氧化锌与二硫化碳为反应物，以水作溶剂，在催化剂作用下一步合成橡胶助剂二苄基二硫代氨基甲酸锌，反应式如下：
所述二苄胺、氧化锌、二硫化碳的摩尔比为2∶1-1.5∶2-2.5；溶剂水用量为反应物总质量的5-10倍；催化剂用量为二苄胺质量的0.02-0.08％。
所述的催化剂为长链脂肪酸、长链脂肪酸酯和长链脂肪酸皂的混合物，所述长链脂肪酸、长链脂肪酸酯和长链脂肪酸皂的摩尔比为1∶1-1.5∶1-2。
所述的长链脂肪酸为选自碳原子数为12-30的脂肪酸。
本发明中所述的二苄胺、氧化锌、二硫化碳的投料摩尔比为2∶1.03∶2.1；催化剂投料量为二苄胺质量的0.05％。
本发明的一步法制备橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌的方法的具体工艺如下：将水与氧化锌投入反应罐中，加入催化剂及二苄胺，在转速120转/分搅拌下混合40-50分钟，均匀后，缓慢滴加二硫化碳反应，温度保持在40℃-60℃，搅拌1小时后升温到80℃-90℃，回收多余二硫化碳；然后降温至35℃脱水、干燥粉碎，得成品橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌，具体工艺流程图见图2。
本发明采用一步法合成橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌，该工艺操作简单，易实现工业化生产，设备投资少，用于使用催化剂，生产过程由二步法变为一步法，工艺流程短，生产成本低。由于生产过程中使用氧化锌代替氢氧化钠及氯化锌，生产副产物不含盐，洗涤用水大减少，使本工艺更具环保性，只有传统工艺用水量的5％。此外生产过程中母液可循环使用6～7遍，可节约生产用水，同时由于母液套用，产品收率可提高0.5～0.7％，降低生产成本，增强产品竞争力，生产工艺流程短，能耗用量低。工艺流程短，生产成本低，增加了产品的竞争力。
附图说明
图1是现有技术生产二苄基二硫代氨基甲酸锌的工艺流程图。
图2是本发明生产二苄基二硫代氨基甲酸锌的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做详细说明，但并不以任何方式限制本发明。
实施例1
将790g水与20g氧化锌投入反应罐中，加入0.02g催化剂及100g二苄胺，所述的催化剂为月桂酸、月桂酸甘油酯、月桂酸钠的混合物，月桂酸、月桂酸甘油酯、月桂酸钠的摩尔比为1∶1∶1。在转速120转/分搅拌下混合40-50分钟，均匀后，缓慢滴加二硫化碳反应，二硫化碳加入量为38g，温度保持在40℃℃，搅拌1小时后升温到90℃，回收多余二硫化碳；然后降温至35℃脱水、干燥、粉碎，得成品橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌。产品白色粉末，初熔点180.3℃，加热减量≤0.10％，产品纯度97％，产品收率99.1％。
实施例2
将1127g水与21g氧化锌投入反应罐中，加入0.03g催化剂及100g二苄胺，所述的催化剂为硬脂酸、硬脂酸甘油酯、硬脂酸钙的混合物，硬脂酸、硬脂酸甘油酯、硬脂酸钙的摩尔比为1∶1.2∶1.3。在转速120转/分搅拌下混合40-50分钟，均匀后，缓慢滴加二硫化碳反应，二硫化碳加入量为40g，温度保持在60℃，搅拌1小时后升温到80℃，回收多余二硫化碳；然后降温至35℃脱水、干燥、粉碎，得成品橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌。产品白色粉末，初熔点180.5℃，加热减量≤0.10％，产品纯度97.2％，产品收率99.2％。
实施例3
将1610g水与24g氧化锌投入反应罐中，加入0.05g催化剂及100g二苄胺，所述的催化剂为花生酸、花生酸甘油酯、花生酸钠的混合物，花生酸、花生酸甘油酯、花生酸钠的摩尔比为1∶1.3∶1.8。在转速120转/分搅拌下混合40-50分钟，均匀后，缓慢滴加二硫化碳反应，二硫化碳加入量为41g，温度保持在50℃，搅拌1小时后升温到85℃，回收多余二硫化碳；然后降温至35℃脱水、干燥、粉碎，得成品橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌。产品白色粉末，初熔点180.6℃，加热减量≤0.10％，产品纯度98.2％，产品收率99.5％。
实施例4
将1424g水与30g氧化锌投入反应罐中，加入0.05g催化剂及100g二苄胺，所述的催化剂为三十酸、三十酸甲酯、三十酸钠的混合物，三十酸、三十酸甘甲酯、三十酸钠的摩尔比为1∶1.5∶2。在转速120转/分搅拌下混合40-50分钟，均匀后，缓慢滴加二硫化碳反应，二硫化碳加入量为48g，温度保持在55℃，搅拌1小时后升温到86℃，回收多余二硫化碳；然后降温至35℃脱水、干燥、粉碎，得成品橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌。产品白色粉末，初熔点180.5℃，加热减量≤0.10％，产品纯度97.8％，产品收率99.6％。
Claims (5)
1.一种一步法制备橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌的方法，其特征在于：以二苄胺、氧化锌与二硫化碳为反应物，以水作溶剂，在催化剂作用下一步合成橡胶助剂二苄基二硫代氨基甲酸锌，所述二苄胺、氧化锌、二硫化碳的摩尔比为2∶1-1.5∶2-2.5；溶剂水用量为反应物总质量的5-10倍；催化剂用量为二苄胺质量的0.02-0.08％。
2.根据权利要求1所述的一步法制备橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌的方法，其特征在于：所述的催化剂为长链脂肪酸、长链脂肪酸酯和长链脂肪酸皂的混合物，所述长链脂肪酸、长链脂肪酸酯和长链脂肪酸皂的摩尔比为1∶1-1.5∶1-2。
3.根据权利要求2所述的一步法制备橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌的方法，其特征在于：所述的长链脂肪酸为选自碳原子数为12-30的脂肪酸。
4.根据权利要求1或2或3所述的一步法制备橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌的方法：其特征在于：所述的二苄胺、氧化锌、二硫化碳的投料摩尔比为2∶1.03∶2.1；催化剂投料量为二苄胺质量的0.05％。
5.根据权利要求1所述的一步法制备橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌的方法，其特征在于：将水与氧化锌投入反应罐中，加入催化剂及二苄胺，在转速120转/分搅拌下混合40-50分钟，均匀后，缓慢滴加二硫化碳反应，温度保持在40℃-60℃，搅拌1小时后升温到80℃-90℃，回收多余二硫化碳；然后降温至35℃脱水、干燥粉碎，得成品橡胶促进剂二苄基二硫代氨基甲酸锌。
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Address after: Hebi Qibin zone 458030 Henan Province Li Yang Road East Applicant after: Hebi UHOO Rubber Chemicals Co.,Ltd. Address before: Hebi Qibin zone 458030 Henan Province Li Yang Road East Applicant before: Linkwell Rubber Chemicals (Hebi) Co.,Ltd. |
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Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: CHEN JIANJUN ZHANG ZHILIANG ZHAO XIAOFENG TO: WANG ZHENXIANG CHEN JIANJUN ZHOU YINGXIA ZHANG ZHILIANG ZHAO XIAOFENG DING BINGWEI ZHANG YONG |
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Denomination of invention: One-step method for preparing rubber promoter zinc dibenzyl dithiocarbamate Effective date of registration: 20160512 Granted publication date: 20140521 Pledgee: Heshan Hebi Lantian Park Management Co.,Ltd. Pledgor: Hebi UHOO Rubber Chemicals Co.,Ltd. Registration number: 2016990000343 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210225 Granted publication date: 20140521 Pledgee: Heshan Hebi Lantian Park Management Co.,Ltd. Pledgor: HEBI UHOO RUBBER CHEMICALS Co.,Ltd. Registration number: 2016990000343 |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 458030 east section of Liyang Road, Qibin District, Hebi City, Henan Province Patentee after: Hebi Lianhao New Material Co.,Ltd. Address before: 458030 east section of Liyang Road, Qibin District, Hebi City, Henan Province Patentee before: Hebi UHOO Rubber Chemicals Co.,Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240411 Address after: No. 19 Yuanhao Road, Jijiashan Industrial Park, Heshan District, Hebi City, Henan Province, 458020 Patentee after: Hebi Yuanhao New Material Group Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: 458030 east section of Liyang Road, Qibin District, Hebi City, Henan Province Patentee before: Hebi Lianhao New Material Co.,Ltd. Country or region before: China |