CN111848686B - 一种三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯投入反应釜中,开启搅拌,加入抗氧剂进行溶解;然后投入三氧化二锑进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高;当合成反应时间及温度达到要求时,加入催化剂进行催化合成反应,反应达到一定时间后停止搅拌;静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到三硫代乙酸异辛酯锑产品。本发明方法有效抑制了三硫代乙酸异辛酯锑的氧化,避免了三氧化二锑的团聚,具有制备设备简单、工艺条件易于控制、生产效率高、收率高、制造成本低、产品质量稳定等特点。
Description
技术领域
本发明属于有机锑深加工技术领域,具体涉及一种三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法。
背景技术
本发明所描述的三硫代乙酸异辛酯锑,分子式Sb(SCH2COOC8H17)3,英文名AntimonyMercaptide,外观呈浅黄绿色透明油状液体,有轻微硫醇味,是一种常用的PVC热稳定剂,具有优良的热稳定性、加工时溶融温度低、价格低廉、低毒等特点。适用于PVC压延、挤出、注塑、吹塑等成型工艺,广泛应用于PVC片材、热收缩膜、吹塑膜、印刷膜、粒料、给排水管道、透明水晶鞋、玻璃纸、门窗密封条、塑胶手套等制品。
目前,国内外公开报道三硫代乙酸异辛酯锑制备方法的文献较少。中国专利CN1087345A公开了一种以巯基羧酸、脂肪醇和三氧化二锑在有机溶剂中合成硫醇锑的制备方法,该方法需要使用有机溶剂,并进行回流控制,操作难度大,反应时间长,而且不能解决三价锑的氧化问题。专利CN102584656A公开了一种以三氧化二锑和巯基乙酸异辛酯为原料,在催化剂作用进行回流反应得到硫醇锑的方法,该方法使用了易致毒的化学品,而且硫醇锑容易氧化,不易储存,并且生产控制时要进行回流操作,难度大。专利CN106083671A公开了一种预乳化无催化剂制备高锑含量硫醇锑的方法,使用乳化剂进行乳化反应,但反应效率低,硫醇锑容易氧化,需使用大量的水,存在回收难等问题。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的问题,提供一种能够抑制硫醇锑的氧化、并避免反应过程中三氧化二锑粉体的团聚、不涉及乳化剂及易致毒催化剂、制备设备简单、工艺条件易于控制、生产效率高、收率高、制造成本低、产品质量稳定的三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法。
本发明采取的技术方案如下:
一种三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,包括以下步骤:
(1)将巯基乙酸异辛酯投入反应釜中,开启搅拌,加入抗氧剂进行溶解;
(2)抗氧剂溶解完全后,投入三氧化二锑进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高;
(3)当合成反应时间及温度达到要求时,加入催化剂进行催化合成反应,反应达到一定时间后停止搅拌;
(4)静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到三硫代乙酸异辛酯锑产品。
进一步地,上述步骤(1)所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂1035、亚磷酸一苯二异辛酯、亚磷酸酯1500、亚磷酸三、对叔丁基邻苯二酚、特丁基对苯二酚、对苯二酚、维生素C、丁基羟基茴香醚、酒石酸中的一种或两种以上,抗氧剂的添加量为巯基乙酸异辛酯重量的0.01-1%。
进一步地,上述步骤(2)所述的自合成反应的反应时间为0.5-3h,最高反应温度为40-80℃。
进一步地,上述步骤(3)所述的催化剂为氢氧化钠、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种,催化剂加入量为巯基乙酸异辛酯重量的0.1-10%。
进一步地,上述步骤(3)所示的催化合成反应时间为1-4h。
巯基乙酸异辛酯与三氧化二锑进行自合成反应,可得到三硫代乙酸异辛酯锑,其反应方程式如下:
Sb2O3+6HSCH2COOC8H17→2Sb(SCH2COOC8H17)3+3H2O;
在上述三硫代乙酸异辛酯锑产物中,锑的价态为3+,而自然界中,锑的稳定价态为5+。本发明的方法,在合成反应前加入抗氧剂,抑制了制备及存储过程中三价锑的氧化问题,可避免出现浮渣、浑浊等情况,保证了产品品质,其反应方程式如下:
Sb3++-SCH2COOC8H17+O·→Sb5+(SCH2COOC8H17)3O↓
此外,为了避免制备过程中三氧化二锑粉体出现团聚情况,本发明采用自合成+催化合成两步走的合成方法。在自合成阶段,三氧化二锑与巯基乙酸异辛酯反应速度较慢,但三氧化二锑粉末能够得到充分的分散,此时体系的温度逐渐升高,在反应进行一定程度后,加入碱性催化剂进行催化以加快反应速度,催化机理如下:
HSCH2COOC8H17+NaOH→-SCH2COOC8H17+Na++H2O;
Sb2O3+-SCH2COOC8H17 2Sb Sb(SCH2COOC8H17)3+-OH;
碱性催化剂与弱酸物巯基乙酸异辛酯反应,形成亲核试剂-SCH2COOC8H17,亲核试剂再与三氧化二锑中的锑原子结合,形成三硫代乙酸异辛酯锑产物,脱出的氧键与水结合成-OH。随着反应的持续进行,水分逐渐增多,催化剂逐渐稀释,反应效率逐渐降低。
催化合成反应完全后,静置分相,去除顶部的碱性水相,将下层有机物减压蒸馏脱出残留的水分等低沸点物质后,再经过滤脱出原料中带入的无机杂质,最终得到浅黄绿色的透明油状液体三硫代乙酸异辛酯锑。碱性水相经浓缩后还可循环使用。
本发明采用抗氧剂抑制了三硫代乙酸异辛酯锑在制备及储存过程中的氧化,保证了产品品质。并且通过自反应及催化合成两步走的合成过程,避免了三氧化二锑粉体出现团聚,具有设备简单、条件易于控制、生产效率高、收率高、制造成本低、产品质量稳定等特点,最高收率可达99.98%。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。本发明方法的工艺流程如图1所示。本领域一般技术人员应该明白的是,实施例仅是对本发明的一种描述,而非对本发明保护范围的限制。
实施例1
一种三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,包括以下步骤:
(1)将巯基乙酸异辛酯1000kg投入反应釜中,开启搅拌,加入0.1kg抗氧剂1010进行溶解;
(2)待抗氧剂溶解完全后,投入三氧化二锑230kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,0.5h后,反应体系温度达到44℃;
(3)加入1kg氢氧化钠,搅拌,进行催化合成反应,1h后停止搅拌,停止催化合成反应;
(4)静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品1170kg,锑含量16.15%,收率99.04%。
实施例2
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯1400kg投入反应釜中,开启搅拌,加入0.7kg抗氧剂1076,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑320kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,1h后,反应体系温度达到52℃时,加入氨水(质量浓度23%)7kg进行催化合成反应,1.5h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品1645kg,锑含量16.10%,收率99.53%。
实施例3
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯1600kg投入反应釜中,开启搅拌,加入1.6kg抗氧剂168,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑370kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,2.5h后,反应体系温度达到61℃时,加入碳酸钠16kg进行催化合成反应,2h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品1885kg,锑含量16.26%,收率99.64%。
实施例4
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯1200kg投入反应釜中,开启搅拌,加入6kg抗氧剂264,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑280kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,3h后,反应体系温度达到68℃时,加入碳酸氢钠60kg进行催化合成反应,2.5h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品1420kg,锑含量16.31%,收率99.52%。
实施例5
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯900kg投入反应釜中,开启搅拌,加入9kg抗氧剂1035kg,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑205kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,4h后,反应体系温度达到80℃时,加入催化剂氢氧化钠90kg进行催化合成反应,1h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品1065kg,锑含量15.92%,收率99.49%。
实施例6
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯800kg投入反应釜中,开启搅拌,加入0.8kg亚磷酸一苯二异辛酯,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑180kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,0.5h后,反应体系温度达到44℃时,加入氨水(浓度25%)0.8kg进行催化合成反应,2h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品945kg,锑含量15.75%,收率99.50%。
实施例7
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯1300kg投入反应釜中,开启搅拌,加入6.5kg亚磷酸酯1500,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑300kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,1h后,反应体系温度达到47℃时,加入碳酸钠6.5kg进行催化合成反应,3h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品1540kg,锑含量16.16%,收率99.81%。
实施例8
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯1500kg投入反应釜中,开启搅拌,加入1.5kg亚磷酸三(壬基苯酯),待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑350kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,2h后,反应体系温度达到60℃时,加入碳酸氢钠1.5kg进行催化合成反应,4h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品1775kg,锑含量16.36%,收率99.85%。
实施例9
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯1700kg投入反应釜中,开启搅拌,加入0.85kg对叔丁基邻苯二酚,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑390kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,3h后,反应体系温度达到68℃时,加入碳酸氢钠8.5kg进行催化合成反应,1h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品2000kg,锑含量16.14%,收率99.59%。
实施例10
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯1800kg投入反应釜中,开启搅拌,加入0.18kg特丁基对苯二酚,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑420kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,0.5h后,反应体系温度达到44℃时,加入氨水(浓度24%)9kg进行催化合成反应,2h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品2125kg,锑含量16.38%,收率99.70%。
实施例11
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯1900kg投入反应釜中,开启搅拌,加入1.5kg对苯二酚、维生素C0.4,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑440kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,2h后,反应体系温度达到55℃时,加入碳酸钠95kg进行催化合成反应,3h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品2245kg,锑含量16.26%,收率99.83%。
实施例12
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯2000kg投入反应釜中,开启搅拌,加入2kg维生素C,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑460kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,2.5h后,反应体系温度达到60℃时,加入碳酸氢钠200kg进行催化合成反应,3h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品2364kg,锑含量16.17%,收率99.98%。
实施例13
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯700kg投入反应釜中,开启搅拌,加入5kg丁基羟基茴香醚、1kg抗氧剂168、1kg亚磷酸一苯二异辛酯,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑160kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,3h后,反应体系温度达到70℃,加入催化剂碳酸氢钠70kg进行催化合成反应,4h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品830kg,锑含量15.96%,收率99.63%。
实施例14
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯600kg投入反应釜中,开启搅拌,加入3kg酒石酸,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑140kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,0.5h后,反应体系温度达到40℃时,加入碳酸钠0.6kg进行催化合成反应,1h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品705kg,锑含量16.31%,收率99.82%。
实施例15
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯500kg投入反应釜中,开启搅拌,加入0.3kg抗氧剂1010、0.2kg抗氧剂168,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑115kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,1h后,反应体系温度达到48℃时,加入氢氧化钠0.5kg进行催化合成反应,2h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品585kg,锑含量16.17%,收率98.97%。
实施例16
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯1150kg投入反应釜中,开启搅拌,加入0.115kg抗氧剂264,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑265kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,1.5h后,反应体系温度达到53℃时,加入氨水(浓度22%)11.5kg进行催化合成反应,2.5h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品1355kg,锑含量16.21%,收率99.71%。
实施例17
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯1050kg投入反应釜中,开启搅拌,加入1.05kg抗氧剂1035,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑242kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,2.5h后,反应体系温度达到75℃时,加入氢氧化钠10.5kg进行催化合成反应,3.5h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品1240kg,锑含量16.20%,收率99.85%。
实施例18
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯950kg投入反应釜中,开启搅拌,加入9.5kg对叔丁基邻苯二酚,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑220kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,1.5h后,反应体系温度达到48℃时,加入催化剂碳酸钠9.5kg进行催化合成反应,2.5h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品1130kg,锑含量16.14%,收率99.74%。
实施例19
三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,将巯基乙酸异辛酯1350kg投入反应釜中,开启搅拌,加入1.35kg丁基羟基茴香醚,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑310kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,0.5h后,反应体系温度达到44℃时,加入碳酸氢钠13.5kg进行催化合成反应,1.5h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品1590kg,锑含量16.15%,收率99.64%。
实施例20
将巯基乙酸异辛酯1000kg投入反应釜中,开启搅拌,加入4kg酒石酸、1kg对苯二酚,待抗氧剂溶解完全后,加入三氧化二锑230kg进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高,2h后,反应体系温度达到52℃时,加入氢氧化钠50kg进行催化合成反应,3h后停止催化合成反应,静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份等低沸点杂质,过滤脱渣即得到浅黄绿色的透明液体三硫代乙酸异辛酯锑产品1180kg,锑含量16.11%,收率99.47%。
Claims (3)
1.一种三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)将巯基乙酸异辛酯投入反应釜中,开启搅拌,加入抗氧剂进行溶解;所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂168、抗氧剂264、抗氧剂1035、亚磷酸一苯二异辛酯、亚磷酸酯1500、亚磷酸三苯酯、对叔丁基邻苯二酚、特丁基对苯二酚、对苯二酚、维生素C、丁基羟基茴香醚、酒石酸中的一种或两种以上;
(2)抗氧剂溶解完全后,投入三氧化二锑进行自合成反应,此时反应温度逐渐升高;自合成反应的反应时间为0.5-3h,反应温度为40-80℃;
(3)当自合成反应时间及温度达到要求时,加入催化剂进行催化合成反应,反应1-4h后停止搅拌;所述的催化剂为氢氧化钠、氨水、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种;
(4)静置分相,去除上层水相,将下层有机相进行减压蒸馏以脱出残留的水份,过滤脱渣即得到三硫代乙酸异辛酯锑产品。
2.如权利要求1所述的一种三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,其特征在于,所述抗氧剂的添加量为巯基乙酸异辛酯重量的0.01-1%。
3.如权利要求1所述的一种三硫代乙酸异辛酯锑的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,催化剂加入量为巯基乙酸异辛酯重量的0.1-10%。
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"三(异辛酸巯基乙酯)锑的合成及应用";刘又年等;《石化技术与应用》;20010831;第19卷(第4期);第233-235页 * |
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