CN113121590B - 一种单丁基氧化锡的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种单丁基氧化锡的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.将氨水加入到单丁基三氯化锡的水溶液中，搅拌形成混合溶液，S2.在70‑80℃下，将碱加入到上述混合溶液中，然后反应3‑5 h，S3.调节pH到7.0‑8.0，形成混合物，S4.过滤并收集滤渣，为单丁基氧化锡。本发明的制备过程简便，所得单丁基氯化锡产品收率高，其单丁基氯化锡的收率高达99%以上。本发明公布的单丁基氧化锡的制备方法一方面无须任何添加剂，并且大大减少了氨水用量，从而极大地缩减了生产成本和对环保的压力；另一方面，所制得的单丁基氧化锡粘结度较低，从而后续的水洗效果较为理想，使得残留在产品中的氯离子含量较低。

Description

一种单丁基氧化锡的制备方法

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种单丁基氧化锡的制备方法。

背景技术

单丁基氧化锡主要用作粉末涂料、卷材涂料、绝缘漆等饱和聚酯树脂生产的催化剂，以不饱和聚酯树脂生产的催化剂，以及电泳电沉积涂料催化剂等领域。其优点有主要有：缩短酯化反应时间；节省能耗及提高设备利用率；减少反应中的副反应，尤其是多元醇和二级醇的脱水反应和氧化分解反应；成品不需中和或过滤，省时省成本等。随着我国工业化进程的迅猛发展，对于单丁基氧化锡的需求呈现上升态势。

目前，单丁基氧化锡的合成方法通常是通过单丁基三氯化锡水溶液转化成单丁基氧化锡，然后经水洗、离心、干燥等后处理制得，而通过这一传统手段制得的单丁基氧化锡容易产生产品粘结，进一步地影响后面的水洗效果，因此会有大量的氯离子残留在单丁基氧化锡中而无法除尽，给产品收率和纯度带来不利影响。CN106588974A报道了一种合成松散单丁基氧化锡的方法，其采用聚丙烯酰胺和酒精的混合物作为添加剂，从而一定程度上解决了产品粘结的现象，并且使得水洗效果增加明显，收率高达99%以上，并且产物中残留的氯离子能有所减少；然而其缺点在于，添加剂的含量约占原料单丁基三氯化锡的1 wt%左右；并且该生产过程所用氨水质量约为单丁基三氯化锡的2倍；而CN106977539A报道了一种通过四丁基锡作为原料制备单丁基氧化锡的方法，能提高丁氧化锡的产品收率和生产效率，然而其生产过程中要用到一定量的有机溶剂正辛醇。上述两个专利所述技术手段缺陷在于使用了有机溶剂和氨水，一方面增加了生产成本，另一方面又给环保处理带来额外压力。

因此，亟需找到一种更为优化的单丁基氧化锡的制备方法，既能避免过多地使用有机溶剂和氨水，从而减少给环保带来的压力；又能降低单丁基氧化锡产品中的粘结现象，使得水洗后的单丁基氧化锡中的氯离子含量较低。

发明内容

本发明旨在提供一种单丁基氧化锡的制备方法，其制备过程简便，所得单丁基氯化锡产品收率高，其单丁基氯化锡的收率高达99%以上；并且由于制备而成的单丁基氧化锡粘结度较低，从而经水洗的单丁基氧化锡中，残留的氯离子含量很低。本发明公布的单丁基氧化锡的制备方法无须任何添加剂，并且大大减少了氨水用量，从而极大地缩减了生产成本和对环保的压力，具有广阔的工业化前景。

本发明的一个目的在于提供一种单丁基氧化锡的制备方法，包括如下步骤：

S1.将氨水加入到单丁基三氯化锡的水溶液中，搅拌形成混合溶液，

S2.在70-80℃下，将碱加入到上述混合溶液中，然后反应3-5 h，

S3.调节pH到7.0-8.0，形成混合物，

S4.过滤并收集滤渣，为单丁基氧化锡。

进一步地，所述氨水的浓度为10-20 wt%。

进一步地，所述氨水用量为单丁基三氯化锡的10-40 wt%。

进一步地，所述碱为氢氧化钠。

进一步地，所述氨水和碱的质量比为1:1-1:0.5。

进一步地，所述氨水加入的方式为滴入到单丁基三氯化锡的水溶液中。

进一步地，所述氨水滴入的速率为0.01-0.05 wt%的氨水总量/min。

进一步地，所述氨水用量为单丁基三氯化锡的10-25 wt%。

进一步地，所述滤渣用去离子水洗涤3-5次，然后进行风干。

本发明的有益效果如下：

（1）本发明所公布的制备方法，用氨水与氢氧化钠作为混合碱体系，加入单丁基三氯化锡水溶液中，从而制得单丁基氧化锡。令人意外的发现，氨水与氢氧化钠的混合碱体系具有协同作用，二者同时加入可以极大地减少氨水的用量，所需氨水的用量仅为单丁基三氯化锡的10-40 wt%；并且通过控制氨水的浓度、滴加速度和滴加时反应体系的温度，可以有效地调节单丁基氧化锡的收率，从而获得收率在99 %以上的单丁基氧化锡。

（2）一般而言，单丁基氧化锡产品的粘结程度，对单丁基氧化锡产品中的氯离子的含量会有显著的影响，这是因为单丁基氧化锡产品粘结程度越高，则后续的水洗效果越差，产品中残留的氯离子则越难被水洗干净，从而单丁基氧化锡产品中的氯离子含量就越高。而本发明所公布的制备方法，所制得的单丁基氧化锡产品粘结度很低，因此后续的水洗效果较为理想，从而经水洗的单丁基氧化锡中，残留的氯离子含量很低。

（3）本发明所公布的制备方法，无须添加任何添加剂，因此避免了过多地使用有机溶剂和氨水，从而不会环保带来压力。

具体实施方式

本发明的所有原料，均来自市售的常规原料。除非特别提及，否则本发明中实施例所述材料和方法，均为本领域技术人员所熟知的材料和方法。

实施例1：

一种单丁基氧化锡的制备方法，包括如下步骤：

S1.将100 g单丁基三氯化锡溶于1000 g的水中，搅拌均匀形成单丁基三氯化锡的水溶液。

S2.将10 g浓度为10 wt%的氨水逐渐滴入到单丁基三氯化锡的水溶液中，搅拌形成混合溶液，其中氨水滴入的速率为0.01 wt%的氨水总量/min。

S3.在70℃下，将10 g氢氧化钠加入到上述混合溶液中，然后反应3 h。

S4.用稀盐酸调节pH到7.0，形成混合物。

S5.用减压抽滤的方式，过滤上述混合物，并收集滤渣，为单丁基氧化锡。

S6.将上述滤渣用去离子水洗涤3次，然后风干得到产物单丁基氧化锡。

实施例2：

一种单丁基氧化锡的制备方法，包括如下步骤：

S1.将100 g单丁基三氯化锡溶于1000 g的水中，搅拌均匀形成单丁基三氯化锡的水溶液。

S2.将25 g浓度为20 wt%的氨水逐渐滴入到单丁基三氯化锡的水溶液中，搅拌形成混合溶液，其中氨水滴入的速率为0.05 wt%的氨水总量/min。

S3.在80℃下，将12 g氢氧化钠加入到上述混合溶液中，然后反应5 h。

S4.用稀盐酸调节pH到8.0，形成混合物。

S5.用减压抽滤的方式，过滤上述混合物，并收集滤渣，为单丁基氧化锡。

S6.将上述滤渣用去离子水洗涤5次，然后风干得到产物单丁基氧化锡。

实施例3：

一种单丁基氧化锡的制备方法，包括如下步骤：

S1.将100 g单丁基三氯化锡溶于1000 g的水中，搅拌均匀形成单丁基三氯化锡的水溶液。

S2.将20 g浓度为15 wt%的氨水逐渐滴入到单丁基三氯化锡的水溶液中，搅拌形成混合溶液，其中氨水滴入的速率为0.03 wt%的氨水总量/min。

S3.在75℃下，将12 g氢氧化钠加入到上述混合溶液中，然后反应4 h。

S4.用稀盐酸调节pH到7.5，形成混合物。

S5.用减压抽滤的方式，过滤上述混合物，并收集滤渣，为单丁基氧化锡。

S6.将上述滤渣用去离子水洗涤4次，然后风干得到产物单丁基氧化锡。

实施例4：

一种单丁基氧化锡的制备方法，包括如下步骤：

S1.将100 g单丁基三氯化锡溶于1000 g的水中，搅拌均匀形成单丁基三氯化锡的水溶液。

S2.将15 g浓度为12 wt%的氨水逐渐滴入到单丁基三氯化锡的水溶液中，搅拌形成混合溶液，其中氨水滴入的速率为0.02 wt%的氨水总量/min。

S3.在75℃下，将10 g氢氧化钠加入到上述混合溶液中，然后反应3 h。

S4.用稀盐酸调节pH到7.2，形成混合物。

S5.用减压抽滤的方式，过滤上述混合物，并收集滤渣，为单丁基氧化锡。

S6.将上述滤渣用去离子水洗涤4次，然后风干得到产物单丁基氧化锡。

对比例1

制备方法同实施例1，区别仅在于对比例1中未加入氢氧化钠，而是用等质量的氨水代替。

对比例2

制备方法同实施例1，区别仅在于对比例2中以等质量的碳酸钠代替氢氧化钠。

对比例3

制备方法同实施例1，区别仅在于对比例3中，氨水不是逐渐滴入到单丁基三氯化锡的水溶液中，而是一次性全部加入到单丁基三氯化锡的水溶液中。

对比例4

制备方法同实施例1，区别仅在于对比例4中，氨水滴入到单丁基三氯化锡的水溶液中的速率为0.1 wt%的氨水总量/min。

实施例5

对实施例1-4与对比例1-4的产率、氯离子含量现象进行总结，详细数据如表1所示。

表1 实施例1-4、对比例1-4的产率和氯离子含量的统计

从表1数据可以看出，氢氧化钠与氨水的协同效应，可以有效地提升单丁基氧化锡的收率，并且降低单丁基氧化锡的粘结度。而碳酸钠由于碱性较低，与氨水的协同效应则不如氢氧化钠与氨水的协同效应显著。

若氨水不是以本发明所公布的速率滴入单丁基三氯化锡的水溶液中，而是一次性全部加入到单丁基三氯化锡的水溶液中，或者以较快的速率滴入单丁基三氯化锡的水溶液中，则反应会过于剧烈，导致反应体系局部过热或反应不均匀。

本发明所公开的实施例所制得的单丁基氧化锡产品粘结度，显著低于对比例所制得的单丁基氧化锡的粘结度，因此前者产品水洗效果更好，从而氯离子含量更低。

对比例5

制备方法同实施例1，区别仅在于对比例5中，氨水的浓度为5 wt%。

对比例6

制备方法同实施例1，区别仅在于对比例6中，氨水的浓度为25 wt%。

对比例7

制备方法同实施例1，区别仅在于对比例7中，氨水与氢氧化钠的质量比为1:0.2。

对比例8

制备方法同实施例1，区别仅在于对比例8中，氨水与氢氧化钠的质量比为1:1。

对比例9

制备方法同实施例1，区别仅在于对比例9中，S2的反应温度为60℃。

对比例10

制备方法同实施例1，区别仅在于对比例10中，S2的反应温度为90℃。

实施例6

对实施例1与对比例5-10的产率、氯离子含量现象进行总结，详细数据如表2所示。

表2 实施例1、对比例5-10的产率和氯离子含量的统计

从表2数据可以看出，氨水浓度、氨水与氢氧化钠的质量比与反应温度，对单丁基氧化锡的收率和粘结度也有不同程度的影响，这是因为，氨水浓度、氨水与氢氧化钠的质量比，决定了氨水与氢氧化钠的用量比，从而从根本上影响了氨水与氢氧化钠的协同效应的发挥程度；当且仅当氨水与氢氧化钠的用量在合适的范围内时，协同作用才能发挥最佳效果；而反应温度则是制备单丁基氧化锡的重要参数，温度太高，则氨水会剧烈挥发，从而氨水的实际用量会减少，并且影响氨水与氢氧化钠的协同效应；温度太低，则反应活性不够，均会影响单丁基氧化锡的收率和粘结度，进而对单丁基氧化锡产品的氯离子含量也有影响。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制。本领域的技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行若干推演或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (2)

1.一种单丁基氧化锡的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.将氨水加入到单丁基三氯化锡的水溶液中，搅拌形成混合溶液，

S2.在70-80℃下，将碱加入到上述混合溶液中，然后反应3-5 h，

S3.调节pH到7.0-8.0，形成混合物，

S4.过滤并收集滤渣，为单丁基氧化锡；

所述氨水的浓度为10-20 wt%，

所述氨水用量为单丁基三氯化锡的10-40 wt%，

所述碱为氢氧化钠，

所述氨水和碱的质量比为1:1-1:0.5，

所述氨水加入的方式为滴入到单丁基三氯化锡的水溶液中，

所述氨水滴入的速率为0.01-0.05 wt%的氨水总量/min，

所述氨水用量为单丁基三氯化锡的10-25 wt%。

2.根据权利要求1所述一种单丁基氧化锡的制备方法，其特征在于，所述滤渣用去离子水洗涤3-5次，然后进行风干。