利用微反应装置制备橡胶促进剂MBTS的方法与流程

文档序号:12638815阅读:574来源:国知局

本发明涉及化工合成领域,特别涉及一种利用微反应装置制备橡胶促进剂MBTS的方法。

(二)

背景技术:

促进剂MBTS,化学名称为2,2-二硫代二苯并噻唑,分子式C14H8N2S4,相对分子质量为332.5,也叫促进剂DM,苯中重结晶的产品为浅黄色针状晶体,相对密度1.50,熔点180℃,具有轻微的苦味,室温下微溶于苯、二氯甲烷、四氯化碳、丙酮、乙醇、乙醚等,不溶于水、乙酸乙酯、汽油及碱。

促进剂MBTS的结构式如下所示:

促进剂MBTS为天然橡胶及多种合成橡胶用促进剂,可产生平坦和中速硫化,硫化温度较高,有显著的后效性,不会早期硫化,操作安全,易分散,不污染,硫化橡胶耐老化。本品单独使用硫化速度慢,通常与秋兰姆、二硫代氨基甲酸盐、醛胺类、胍类促进剂并用,是G型氯丁胶的优良抗焦烧剂。主要用于制造轮胎、胶管、胶鞋、胶布等一般工业品。在氯丁胶中还可以起到增塑剂或延迟剂的作用。

橡胶促进剂MBTS的合成方法主要是以促进剂M为原料,使用氧化剂氧化得到。通常使用的氧化剂有亚硝酸钠、氧气、次氯酸盐、双氧水等,以上氧化方法虽各有优点,但多数会产生有害副产物或是产品质量不高,严重影响到了使用该促进剂生产出来的橡胶产品质量。

近些年来,微反应装置被广泛应用于各类反应,解决传统釜式沉淀中容易出现的局部浓度过高、过饱和度和氧化剂分布不均匀导致产品的熔点低、颜色差的问题。微反应器凭借其流体浓度梯度及混合均匀性和优良的传质传热性,可以为氧化反应的进行提供均一的反应环境,有利于稳定生产目标产物。因此,我们将微反应装置应用于促进剂MBTS的制备中,形成连续制备MBTS的工艺。

(三)

技术实现要素:

本发明为了弥补现有技术的不足,提供了一种反应过程简单、安全高效的利用微反应装置制备橡胶促进剂MBTS的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的:

一种利用微反应装置制备橡胶促进剂MBTS的方法,包括如下步骤:

(1)将促进剂M溶解于氢氧化钠溶液中形成M钠盐溶液,然后加入溶剂混合均匀,得到溶液A;

(2)将98%浓硫酸缓慢加入水中,降至室温后加入氧化剂,混合均匀,得到溶液B;

(3)将溶液A和溶液B经计量泵送入微反应装置中的微混合器中,充分混合后导入微反应装置中的微反应器中进行氧化反应;

(4)反应完成后,所得反应液经水洗、过滤和烘干,得到2,2-二硫代二苯并噻唑。

本发明在微通道反应器内制备橡胶促进剂MBTS/DM,可在常温常压下或稍高于反应温度下反应,反应过程简单、安全,反应为连续反应,最终得到高转化率、高质量的促进剂MBTS的制备工艺。

本发明的更优技术方案为:

步骤(1)中,M钠盐溶液的质量浓度为30%,M钠盐溶液和溶剂的体积比为1:1-6,溶剂为水、氨水、甲醇、乙醇或异丙醇。

步骤(2)中,促进剂M、氧化剂和硫酸的摩尔比为2:1-3:1,氧化剂为亚硝酸钠、氧气、次氯酸钠或双氧水,98%浓硫酸和水的质量比为3:10。

步骤(3)中,微反应器中,反应温度为30-100℃,停留时间为0.5-30min;优选反应温度为70℃,停留时间为5min。

步骤(4)中,过滤后的母液经蒸馏后得到可重复使用的溶剂。

所述微反应装置包括通过连接管相连的微混合器和微反应器,其中,微混合器的进料口通过连接管连接有1-3个物料进口。

所述微反应器为管式微反应器,内径为0.5-50mm,优选1mm,长度为0.5-20m。

所述微混合器的出料流速为0.04-50mL/min,优选0.125mL/min。

本发明的反应式如下:

与现有技术相比,本发明具有如下优势:

(1)本发明通过使用微通道反应器来制备促进剂MBTS,反应时间缩短,反应的转化率提高,高通量,产品的质量稳定,有利于放大生产,安全性高,可以有效克服传统反应釜的缺点;

(2)本发明对设备的损耗低,可以连续不间断的进行反应;同时,本发明操作简单,溶剂可以循环套用,对环境污染小,具有良好的工业应用前景。

(四)附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的工艺流程示意图。

(五)具体实施方式

根据下述实施例,可以更好地理解本发明。然而,本领域的技术人员容易理解,实施例所描述的内容仅用于说明本发明,而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1:

称取50g促进剂M加入适量32%的氢氧化钠调配成M含量为30%的M钠盐溶液,再加入200g乙醇混合均匀后置于锥形瓶中得A溶液;称取98%的浓硫酸30g缓慢加入100g水中,降至室温后,加入38g27.5%的双氧水,混合均匀后置于锥形瓶中得B溶液。

蠕动泵驱动两相溶液经过Y混合器进入盘管径1mm的反应器中,微反应器的流速为1mL/min,反应液在反应器内停留时间为5min,反应温度为60℃。一个周期后开始收集反应液。经检测确定收率为97.8%,熔点170.2℃,外观为淡黄色粉末。

实施例2:

称取50g促进剂M加入适量32%的氢氧化钠调配成M含量为30%的M钠盐溶液,再加入200g乙醇混合均匀后置于锥形瓶中得A溶液;称取98%的浓硫酸30g缓慢加入100g水中,降至室温后,加入38g27.5%的双氧水,混合均匀后置于锥形瓶中得B溶液。

蠕动泵驱动两相溶液经过Y混合器进入盘管径1mm的反应器中,微反应器的流速为0.25mL/min,反应液在反应器内停留时间为20min,反应温度为60℃。一个周期后开始收集反应液。经检测确定收率为98.5%,熔点170.9℃,外观为淡黄色粉末。

实施例3:

称取50g促进剂M加入适量32%的氢氧化钠调配成M含量为30%的M钠盐溶液,再加入200g乙醇混合均匀后置于锥形瓶中得A溶液;称取98%的浓硫酸30g缓慢加入100g水中,降至室温后,加入38g27.5%的双氧水,混合均匀后置于锥形瓶中得B溶液。

蠕动泵驱动两相溶液经过Y混合器进入盘管径1mm的反应器中,微反应器的流速为0.125mL/min,反应液在反应器内停留时间为40min,反应温度为60℃。一个周期后开始收集反应液。经检测确定收率为98.1%,熔点170.0℃,外观为淡黄色粉末。

实施例4:

称取50g促进剂M加入适量32%的氢氧化钠调配成M含量为30%的M钠盐溶液,再加入200g乙醇混合均匀后置于锥形瓶中得A溶液;称取98%的浓硫酸30g缓慢加入100g水中,降至室温后,加入38g27.5%的双氧水,混合均匀后置于锥形瓶中得B溶液。

蠕动泵驱动两相溶液经过Y混合器进入盘管径1mm的反应器中,微反应器的流速为0.25mL/min,反应液在反应器内停留时间为20min,反应温度为50℃。一个周期后开始收集反应液。经检测确定收率为97.7%,熔点170.6℃,外观为淡黄色粉末。

实施例5:

称取50g促进剂M加入适量32%的氢氧化钠调配成M含量为30%的M钠盐溶液,再加入200g乙醇混合均匀后置于锥形瓶中得A溶液;称取98%的浓硫酸30g缓慢加入100g水中,降至室温后,加入38g27.5%的双氧水,混合均匀后置于锥形瓶中得B溶液。

蠕动泵驱动两相溶液经过Y混合器进入盘管径1mm的反应器中,微反应器的流速为0.25mL/min,反应液在反应器内停留时间为20min,反应温度70℃。一个周期后开始收集反应液。经检测确定收率为98.0%,熔点170.0℃,外观为淡黄色粉末。

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