CN112442211A - 一种复合防老剂的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种复合防老剂的合成方法。以2‑辛酮、4‑氨基二苯胺为基本原料,在铂碳催化剂,固定床中连续缩合加氢反应,控制一定的反应条件,得到防老剂688,本发明方法使用更高效的催化剂来生产防老剂688,减少反应原料2‑辛酮转化为2‑辛醇的比例,提高反应原料的利用率,降低反应液的处理难度。防老剂688与防老剂TMQ氮气保护并加热的条件下按一定比例进行复配,生产防老剂8PPD。
Description
技术领域
本发明涉及防老剂688的合成及防老剂8PPD的复配方法,属于精细化工领域。
背景技术
防老剂688,又称防老剂OPPD,化学名为N-仲辛基-N'-苯基对苯二胺。暗棕褐色粘稠液体。密度1.003。凝固点10℃。沸点430℃。天然橡胶、合成橡胶用抗臭氧剂,对屈挠龟裂亦有良好的防护作用。与橡胶的相容性良好,挥发性低。适用于轮胎、密封胶条、胶管、胶带及各种工业橡胶制品。
发明所述防老剂,N-仲辛基-N'-苯基对苯二胺最早由美国环球油品化学公司生产,商品牌号为UOP688,于1962年6月获得商标授权。
US3366684A 专利介绍了防老剂688的合成,在1升带搅拌的高压釜中加入纯化的4-氨基二苯胺138克,2-辛酮384克,含镍63%的硅基镍催化剂2克,在160℃,750-1000psi氢压下反应4小时。所的产品在25毫米汞柱,250℃下蒸馏,反应中33.7%的酮还原生成了醇,蒸馏残夜中有产品87.7%。加入4毫升含0.0516克催化剂改性剂硫代二丙酸后,同样条件反应处理后,9.7%的酮转化成醇,蒸馏残夜100%为目标产品。
CN105348114B 介绍了一种固定床合成防老剂688的方法,以铜系催化剂参与合成,经过分离得到了最终产物。该方法以较高效率制备了防老剂688,主要缺陷在于反应产物中,2-辛醇与2-辛酮的比例约为4:1,即大量大原料2-辛酮转化成了2-辛醇,造成了原料的浪费,并对后续原料回收带来了一定困难。
防老剂8PPD,是防老剂688与防老剂TMQ的复配物,为暗褐色粘稠状液体,密度约为1.00~1.03g/cm3(25℃),粘度约为1700~2200mPa﹒s(25℃)。本品为污染性防老剂,具有酮胺类防老剂和对苯二胺类防老剂特性,对热、氧、臭氧、天然老化均有防护效果,高温使用性能和防水抽出性能突出,与橡胶相溶性好。它广泛用作橡胶防老剂,特别是丁苯橡胶中作稳定剂。也可在橡胶制品中如电线、电缆中使用,可等量代替防甲、防丁和RD,但综合防护性能明显优异,后期老化性能接近防老剂4010NA和防老剂6PPD。
CN1142515A 公布了一种复合防老剂8PPD的生产方法,以防老剂688、防老剂RD(TMQ)及载体为原料,在一定条件下复配生产,其加热温度150℃~180℃,主要涉及了加入载体制备的方法。
发明内容
本发明的目的在于使用一种更高效的催化剂来生产防老剂688,并使用防老剂688与防老剂TMQ复配应用合成防老剂8PPD。
本发明的主要技术方案:复合防老剂的合成方法,包括以下步骤:以2-辛酮、4-氨基二苯胺为基本原料,在贵金属催化剂存在条件下,在固定床中连续缩合加氢反应得到防老剂688,防老剂688与防老剂TMQ按比例混合复配,得到防老剂8PPD。
一般地,本发明所用贵金属催化剂为铂碳催化剂。
所述催化剂中金属铂的含量为0.1%~0.3%。
所述催化剂中载体为比表面积800~1200 m2/g、吸水率大于60%的椰壳活性炭。
所述的合成方法,是向4-氨基二苯胺中加入2-辛酮,2-辛酮加入量应至少满足完全溶解4-氨基二苯胺,反应液体进料空速为0.10~0.15h-1。
所述的合成方法,缩合加氢反应控制温度120℃~150℃,反应压力0.6MPa~1.0MPa。
所述的合成方法,缩合加氢反应进料氢油比,即氢气体积流量与原料体积流量的比为200~500。
所述的合成方法,防老剂688与防老剂TMQ的重量比为4:1~5:1。
所述的合成方法,防老剂688与防老剂TMQ的复配是在氮气保护并加热的条件下进行,加热温度控制95℃~120℃。
本发明的有益效果
使用更高效的催化剂来生产防老剂688,并使用防老剂688与防老剂TMQ复配应用合成防老剂8PPD。
本发明利用贵金属催化剂生产防老剂688,可以提高反应原料2-辛酮的利用率,降低反应残液的处理难度。
采用本发明合成方法复配合成防老剂8PPD与现有方法比较,方法简单,温度较低。
具体实施方式
下面结合实施例进一步详述本发明的技术方案,本发明的保护范围不局限于下述的具体实施方式。
实施例1
在实验室内固定床上,在固定床床层内填入铂含量为0.1%的铂碳催化剂100ml,原料2-辛酮与4-氨基二苯胺按摩尔比4.5:1配置成溶液,按设定的条件泵进进原料并在一定条件下反应,反应液体空速为0.10h-1,反应压力为0.6MPa,反应温度为120℃,收集反应液1#进行气谱分析,分析防老剂688含量和原料2-辛酮的转醇程度。
实施例2
在实验室内固定床上,在固定床床层内填入铂含量为0.1%的铂碳催化剂100ml,原料2-辛酮与4-氨基二苯胺按摩尔比4.5:1配置成溶液,按设定的条件泵进进原料并在一定条件下反应,反应液体空速为0.12h-1,反应压力为0.8MPa,反应温度为135℃,收集反应液2#进行气谱分析,分析防老剂688含量和原料2-辛酮的转醇程度。
实施例3
在实验室内固定床上,在固定床床层内填入铂含量为0.1%的铂碳催化剂100ml,原料2-辛酮与4-氨基二苯胺按摩尔比4.5:1配置成溶液,按设定的条件泵进进原料并在一定条件下反应,反应液体空速为0.15h-1,反应压力为1.0MPa,反应温度为150℃,收集反应液3#进行气谱分析,分析防老剂688含量和原料2-辛酮的转醇程度。
实施例4
在实验室内固定床上,在固定床床层内填入铂含量为0.2%的铂碳催化剂100ml,原料2-辛酮与4-氨基二苯胺按摩尔比4.5:1配置成溶液,按设定的条件泵进进原料并在一定条件下反应,反应液体空速为0.10h-1,反应压力为0.6MPa,反应温度为120℃,收集反应液4#进行气谱分析,分析防老剂688含量和原料2-辛酮的转醇程度。
实施例5
在实验室内固定床上,在固定床床层内填入铂含量为0.2%的铂碳催化剂100ml,原料2-辛酮与4-氨基二苯胺按摩尔比4.5:1配置成溶液,按设定的条件泵进进原料并在一定条件下反应,反应液体空速为0.12h-1,反应压力为0.8MPa,反应温度为135℃,收集反应液2#进行气谱分析,分析防老剂688含量和原料2-辛酮的转醇程度。
实施例6
在实验室内固定床上,在固定床床层内填入铂含量为0.2%的铂碳催化剂100ml,原料2-辛酮与4-氨基二苯胺按摩尔比4.5:1配置成溶液,按设定的条件泵进进原料并在一定条件下反应,反应液体空速为0.15h-1,反应压力为1.0MPa,反应温度为150℃,收集反应液3#进行气谱分析,分析防老剂688含量和原料2-辛酮的转醇程度。
实施例7
在实验室内固定床上,在固定床床层内填入铂含量为0.3%的铂碳催化剂100ml,原料2-辛酮与4-氨基二苯胺按摩尔比4.5:1配置成溶液,按设定的条件泵进进原料并在一定条件下反应,反应液体空速为0.10h-1,反应压力为0.6MPa,反应温度为120℃,收集反应液4#进行气谱分析,分析防老剂688含量和原料2-辛酮的转醇程度。
实施例8
在实验室内固定床上,在固定床床层内填入铂含量为0.3%的铂碳催化剂100ml,原料2-辛酮与4-氨基二苯胺按摩尔比4.5:1配置成溶液,按设定的条件泵进进原料并在一定条件下反应,反应液体空速为0.12h-1,反应压力为0.8MPa,反应温度为135℃,收集反应液2#进行气谱分析,分析防老剂688含量和原料2-辛酮的转醇程度。
实施例9
在实验室内固定床上,在固定床床层内填入铂含量为0.3%的铂碳催化剂100ml,原料2-辛酮与4-氨基二苯胺按摩尔比4.5:1配置成溶液,按设定的条件泵进进原料并在一定条件下反应,反应液体空速为0.15h-1,反应压力为1.0MPa,反应温度为150℃,收集反应液3#进行气谱分析,分析防老剂688含量和原料2-辛酮的转醇程度。
表1 防老剂688固定床合成结果
序号 | RT% | 688% | 转化率/% | 选择性/% | 2-辛酮% | 2-辛醇% |
1 | 2.21 | 96.25 | 97.79 | 98.43 | 94.6 | 5.4 |
2 | 1.51 | 97.03 | 98.49 | 98.52 | 97.2 | 2.8 |
3 | 1.89 | 96.43 | 98.11 | 98.29 | 97.6 | 2.4 |
4 | 0.39 | 99.21 | 99.61 | 99.60 | 99.2 | 0.8 |
5 | 0.56 | 98.79 | 99.44 | 99.35 | 99.6 | 0.4 |
6 | 0.21 | 99.54 | 99.79 | 99.75 | 99.5 | 0.5 |
7 | 0.86 | 98.54 | 99.14 | 99.39 | 98.2 | 1.8 |
8 | 0.92 | 98.31 | 99.08 | 99.22 | 98.5 | 1.5 |
9 | 0.77 | 98.62 | 99.23 | 99.39 | 98.0 | 2.0 |
比较例
2-辛酮与4-氨基二苯胺投料摩尔比为5:1,空速0.17h-1,反应压力1.10MPa,使用铜系催化剂,反应器设定温度为185℃,反应液中2-辛酮与2-辛醇醇比为15:85,大量的反应原料2-辛酮转化为了2-辛醇。
实施例10
取80g防老剂688,20g防老剂TMQ,加入厚壁烧瓶中,缓慢通入氮气,设置加热保温100℃,缓慢开启搅拌,维持加热搅拌1.5小时。结束后撤去加热,通氮气使其自然降温。测定25℃下粘度为1920m.pa.S。
本发明合成方法,采用贵金属催化剂生产防老剂688,可以提高反应原料2-辛酮的利用率,降低反应残液的处理难度。采用本发明的合成方法复配合成防老剂8PPD与现有方法比较,方法简单,温度较低。
Claims (10)
1.一种复合防老剂的合成方法,其特征在于包括以下步骤:以2-辛酮、4-氨基二苯胺为基本原料,在贵金属催化剂存在条件下,在固定床中连续缩合加氢反应得到防老剂688,防老剂688与防老剂TMQ按比例混合复配,得到防老剂8PPD。
2.根据权利要求1所述的合成方法,其特征是所用贵金属催化剂为铂碳催化剂。
3.根据权利要求2所述的合成方法,其特征是所述催化剂中金属铂的含量为0.1%~0.3%。
4.根据权利要求2所述的合成方法,其特征是所述催化剂中载体为比表面积800~1200m2/g、吸水率大于60%的椰壳活性炭。
5.根据权利要求1所述的合成方法,其特征是向4-氨基二苯胺中加入2-辛酮,2-辛酮加入量应至少满足完全溶解4-氨基二苯胺,反应液体进料空速为0.10~0.15h-1。
6.根据权利要求1所述的合成方法,其特征是缩合加氢反应控制温度120℃~150℃,反应压力0.6MPa~1.0MPa。
7.根据权利要求1所述的合成方法,其特征是缩合加氢反应进料氢油比,即氢气体积流量与原料体积流量的比为200~500。
8.根据权利要求1所述的合成方法,其特征是防老剂688与防老剂TMQ的重量比为4:1~5:1。
9.根据权利要求1所述的合成方法,其特征是防老剂688与防老剂TMQ的复配是在氮气保护并加热的条件下进行。
10.根据权利要求9所述的合成方法,其特征是加热温度控制95℃~120℃。
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