CS215119B2 - Method of making the benzothiazolyldisulphide - Google Patents

Description

Vynález se týká nového způsobu výroby benzothiazolyldisulfidu vzorce

Ok»

Této látky se používá ve velké míře, zejména jako urychlovače vulkanizace v průmyslu zpracování přírodních a syntetických kaučuků; může se používat samotná nebo společně s jinými urychlovači typu thiazolů, thiuramů nebo arylguanidinů.

Při známých způsobech přípravy se zpravidla používá oxidace merkaptobenzothiazolu. Jednotlivé způsoby se vzájemně od sebe liší především volbou oxidačního činidla. Tak bylo navrženo používat kyseliny dusičné (patentový spis USA 1 880 421), nitrosylchloridu a kysličníku dusnatého (německý patentový spis 1 143 203), dusitanu sodného v kyselém prostředí (patentový spis USA 3 062 825), chloru (francouzský patentový spis 2 174 052), chlornanu sodného (anglický patentový spis 559 338), peroxidu vodíku v prostředí minerální kyseliny (patentové spisy USA 2 024 575 a 2 024 567). Podle některých způsobů se též pracuje s přímou oxidací merkaptobenzothiazolu kyslíkem v přítomností katalyzátorů (například patentový spis USA 3 654 297).

I když většina těchto způsobů umožňuje připravit benzothiazolyldisulfid v dobrém výtěžku, může jejich provádění být spojeno s obtížemi, které nelze na první pohled předpokládat, vzhledem k jednoduchosti reakčního schématu;

například u způsobů, používajících alkalické soli merkaptobenzothiazolu, oxidační soli, rozpouštěcího prostředí jiného než voda, nebo u způsobů, při nichž se používá (vždy ve značném množství) minerálních kyselin.

Matečné louhy, které se při těchto způsobech získávají, nejsou zpravidla přímo recyklovatelné bez újmy na jakosti produktu a na výtěžku, což má nutně za následek doplňkové zpracování, čímž se produkt prodražuje. Předpokládá-li se vypouštění matečných 'louhů do odpadu, je třeba brát v úvahu značnou chemickou potřebu kyslíku, jíž se odpady vyznačují. S tím spojené prolémy se stávají tak složitými, že tyto způsoby již nejsou ekonomicky realizovatelné.

Nadto obsahuje benzothiazolyldisulfid, připravený podle řady těchto způsobů, ještě volný merkaptobenzothiazol, který je nutno odstranit doplňkovým zpracováním, jež je samo opět zdrojem odpadů.

Výše uvedené obtíže však nemá způsob podle vynálezu k výrobě benzothiazolyldisulfidu vzorce t»-K» oxidací merkaptobenzothiazolu ve vodné suspenzi peroxidem vodíku, kterýžto způsob se vyznačuje tím, že se oxidace provádí v přítomnosti kyseliny ethylendiamintetraoctové nebo její alkalické soli nadbytkem percjxidu vodíku, přičemž použitý merkaptobenzothiazol má zrnění v rozmezí od 5 do 200 pm.

Výhodné rozmezí velikosti částic použitého merkaptobenzothiazolu je 10 až 100 pm. Při větších velikostech částic může docházet k obtížím při oxidaci.

Koncentrace vodné suspenze merkaptobenzothiazolu je v rozmezí od ' 100 do 300 g/Iitr; nižší koncentrace zbytečně snižují produktivitu zařízení, zatímco vyšší koncentrace mohou mít za následek obtížné manipulování s reakční směsí.

Peroxidu vodíku, v 5 až 30% molárním nadbytku vzhledem k množství merkaptobenzothiazolu, s výhodou v 10 až 20% molárním nadbytku, se používá v podobě vodných roztoků, jakými jsou běžné komerční roztoky obsahující 100% peroxid vodíku v množství 50 až 70 %.

Způsob podle vynálezu se s výhodou provádí kontinuálně.

Při oxidační reakci se používá kyseliny ethylendiamintetracctcvé nebo některé z jejích alkalických solí v množství od 0,025 do 1 %' hmotnostního, s výhodou od 0,1 do 0,2 %, vztaženo na množství peroxidu vodíku (100%).

Jestliže je oxidaci možno provádět při teplotě v rozmezí od ' 10 °C do -J-100 °C, volí se výhodně rozmezí od -j-20 °C do -J-40 °C, při němž jsou vedlejší reakce zcela zanedbatelné.

Oxidace může probíhat po dobu v rozmezí od 30 minut do 50 hodin; trvání oixídace je vázáno na teplotu a rovněž na nadbytek použitého peroxidu vodíku. Oxidace trvá tím déle, čím je teplota nižší a nadbytek peroxidu vodíku menší.

Benzothiazolyldisulfid vzniká ve výtěžku prakticky kvantitativním: izoluje se jakýmkoliv známým postupem, například filtrací nebo odstředěním. Získá se v takové čistotě, že není třeba provádět žádné další čištění. Zejména obsah volného merkaptobenzothiazolu je nižší než 0,2 % nebo 0,3 . %. Vzniklý disulfid sestává z částic o průměru v rozmezí od 1 do 2 pm, ' sdružených do shluků o rozměrech od 30 do 50 pm; tento fyzikální vzhled je zcela vyhovující pro použití v přírodních i syntetických kaučucích a umožňuje zejména dokonalé rozptýlení.

Dále uvedené příklady vynález blíže objasňují, aniž omezují jeho rozsah.

Příklad 1

Do reaktoru z nerezavějící, předem pasivované oceli, o objemu 100 1, opatřeného míchadlem, zařízením na měřením teploty a dvojitým pláštěm, umožňujícím ovládání teploty, se za míchání vnese 56 1 vody, 11,5 gramu dispergujícího činidla typu kondenzátu ethylenoxidu s mastnou kyselinou, 1,7 gramu dvojsodné soli kyseliny ethylendiaminotetraoctové a 14,820 kg 100% merkaptobenzothiazolu. Obsah reaktoru se zahřeje na teplotu 35 °C a v průběhu přibližně 15 minut se přidá 1,77 kg 100% peroxidu vodíku v podobě 70% roztoku. Teplota se udržuje na 35 ^CC a obsah reaktoru se míchá 24 hodiny. Vzniklá suspenze se zfiltruje; filtrát se pak 5 X promyje vždy asi 6 1 vody, načež se odstředí a vysuší při teplotě v rozmezí od 80 do 100 °C.

Získá se 14,580 kg benzothiazolyldisulfidu v podobě krémově zbarveného prášku o teplotě tání [nekorigované) v rozmezí od 172 do 174 °C, jehož obsah volného merkaptobenzothiazolu činí 0,15 %.

Výtěžek, vztažený na množství merkaptobenzothiazolu, činí 99 %.

Příklad 2

Postupuje se jako v příkladu 1, avšak místo 56 1 čisté vody se použije 56 1 matečných louhů, pocházejících z dřívější vsázky; toto množství odpovídá celkovému množství matečných louhů, к němuž byla přidána největší část promývací vody.

Stejným pracovním postupem jako v příkladu 1 se získá 14,500 kg benzothiazolyldisulfidu o teplotě tání (nekorigované) v rozmezí od 172 do 174 Tas obsahem volného merkaptobenzothiazolu 0,12 %. Vzhled produktu, zejména jeho barva, je shodný se vzhledem produktu vyrobeného podle příkladu 1.

Výtěžek benzothiazolyldisulfidu činí 98,5 procenta, vztaženo na množství merkaptobenzothiazolu.

Pracovní postup popsaný ve výše uvedených příkladech je možno bez obtíží upravit tak, aby probíhal kontinuálně.

Claims (4)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Způsob výroby benzothiazolyldisulfidu vzorce oxidací merkaptobenzthiazolu ve vodné suspenzi peroxidem vodíku, vyznačující se tím, že se oxidace provádí v přítomnosti kyseliny ethylendiamintetraoctové nebo její alkalické soli nadbytkem peroxidu vodíku, přičemž použitý merkaptobenzthiazol má zrnění v rozmezí od 5 do 200 μΐη.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se uvedené kyseliny nebo její soli použije v množství od 0:,025 do- 1 %, -vztaženo na množství peroxidu vodíku, s výhodou v množství od 0,1 do 0,2 % hmotnostních.
3. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se peroxidu vodíku použije v molárním nadbytku 5 až 30 %, s výhodou 10 až 20 %, vztaženo na množství merkaptobenzthiazolu.
4. 4. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se provádí kontinuálně.