一种低voc排放的含硫硅烷共聚物的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种低VOC排放的含硫硅烷共聚物的合成方法，属硅烷偶联剂生产领 域。
【背景技术】
[0002] 目前，在子午线轮胎生产技术中，轮胎钢丝带束层粘合胶配方中的白炭黑使用量 较大，给胶料的混炼、挤出和压延等工序带来严重的加工问题，如混炼胶的门尼黏度高、白 炭黑分散性差、胶料生热快，以及需要进行分段混炼，这在一定程度上影响了带束层粘合胶 的性能，增加了胶料的加工成本。
[0003] 3-巯丙基三乙氧基硅烷为含硫硅烷，此类偶联剂主要用在橡胶和塑料工业中用 于处理无机填料，其效果好于乙烯基三乙氧基硅烷，但由于其难闻气味和较高的反应活性 (-SH)，使用范围在一些领域受到一定的限制。封端含硫硅烷（3-辛酰基硫代-1-丙基三乙 氧基硅烷）作为一种新型硅烷偶联剂产品，可以应用于白炭黑用量大的胎面胶配方和钢丝 粘合胶配方，能在对原配方不进行任何调整的情况下有效降低胶料的门尼粘度、减少混炼 段数、降低胶料的滞后损失，克服了以Si69和Si75为代表硅烷偶联剂产品在混炼中出现的 焦烧现象，同时还可以提高胶料与钢丝的粘合性能。
[0004] 随着人们对环境保护意识越来越强，对材料中的挥发性有机化合物（VOC)含量，要 求尽可能低或者没有。但是，由于封端含硫硅烷分子中的三乙氧基官能团在高温时发生分 子间缩合时，有低分子有机物的排放，不利于环保。另外，3-巯丙基三乙氧基硅烷分子量较 小，闪点只有88°C，比较低，因此在应用过程中对温度有限制，并且存在一定的安全隐患。
[0005] 为了解决闪点低，以及在应用过程中减少VOC的排放，合成含硫硅烷共聚物是最 佳的解决方法，与单分子的含硫硅烷相比，该共聚物由于预先进行了聚合，除去了低分子乙 醇，提高了分子量、沸点及闪点，具有以下几个显著的优点： (1) 低挥发、高闪点，应用更安全； (2) 稳定性好，储存期更长； (3) VOC排放量少，应用更环保。
[0006] 目前报道的硅烷低聚物的合成方法为水解缩聚工艺，即采用硅烷偶联剂为原料， 在有机烃类溶剂、催化剂、加热、搅拌等条件下，加入一定比例的水进行水解缩聚反应，然后 进行蒸馏出副产物乙醇和有机烃类溶剂，再中和、过滤后得到一定聚合度的硅烷低聚物产 品。其不足是工艺复杂，生产成本偏高，不适合工业化生产。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于：提供一种工艺简单，生产成本低，适合工业化生产的低VOC排 放的含硫硅烷共聚物的合成方法。
[0008] 本发明的技术方案是： 一种低VOC排放的含硫硅烷共聚物的合成方法，其特征在于：它包括如下步骤： 1) 、将3-巯丙基三乙氧基硅烷和封端含硫硅烷加入到带有电磁搅拌、温度计、油浴加 热和回流冷凝器的玻璃反应烧瓶中，其中油浴加热控制在30-100°C，回流冷凝器冷却水温 度控制在5-10°C ; 2) 、将盐酸、去离子水和乙醇按1 : 72 : 400的质量比混合均匀后加入到玻璃恒压滴 液漏斗中。
[0009] 3)、开启搅拌，电磁搅拌速度设置为每分钟80-300转，在30-KKTC温度条件下将 盐酸、去离子水和乙醇的混合物滴加到烧瓶中反应，滴加时间为〇. 1-4小时，滴加完后继续 反应0. 1-2小时； 4)、反应完毕后，将玻璃反应烧瓶中粗产品进行减压蒸馏，蒸馏温度控制在60°C、真空 度-0. 09MPa，将反应物料中低沸点组分脱掉，得低VOC排放的含硫硅烷共聚物产品，产品外 观为浅黄色透明液体。
[0010] 含硫硅烷共聚物产品化学结构式为：
【主权项】
1. 一种低VOC排放的含硫硅烷共聚物的合成方法，其特征在于：它包括如下步骤： 1) 、将3-巯丙基三乙氧基硅烷和封端含硫硅烷加入到带有电磁搅拌、温度计、油浴加 热和回流冷凝器的玻璃反应烧瓶中，其中油浴加热控制在30-KKTC，回流冷凝器冷却水温 度控制在5-10°C; 2)、将盐酸、去离子水和乙醇按1 : 72 : 400的质量比混合均匀后加入到玻璃恒压滴 液漏斗中； 3)、开启搅拌，电磁搅拌速度设置为每分钟80-300转，在30-KKTC温度条件下将盐酸、 去离子水和乙醇的混合物滴加到烧瓶中反应，滴加时间为〇. 1-4小时，滴加完后继续反应 0. 1-2小时； 4)、反应完毕后，将玻璃反应烧瓶中粗产品进行减压蒸馏，蒸馏温度控制在60°C、真空 度-0. 09MPa，将反应物料中低沸点组分脱掉，得低V0C排放的含硫硅烷共聚物产品，产品外 观为浅黄色透明液体。
2. 根据权利要求1所述的一种低V0C排放的含硫硅烷共聚物的合成方法，其特征在于： 所述含硫硅烷共聚物产品化学结构式为：
表一：含硫娃烧偶联剂的V0C理论排放量
低聚物中含有较少挥发性乙氧基基团，因此，VOC的减少量能达到80%以上； V0C排放的急剧减少有助于控制混炼过程的污染排放，可以满足对环境友好型产品的 需求。
【专利摘要】本发明涉及一种低VOC排放的含硫硅烷共聚物的合成方法，属硅烷偶联剂生产领域。发明以3-巯丙基三乙氧基硅烷和封端含硫硅烷为原料，采用水解共缩聚工艺，在搅拌、加热条件下按比例加入少量盐酸催化剂、去离子水和乙醇混合物反应，反应完后进行减压蒸馏，在蒸馏温度为60℃，真空度为-0.09MPa条件下，将反应体系中低沸点组分脱掉，得低VOC排放的含硫硅烷共聚物产品。发明具有工艺简单、生产成低、产品稳定性好的特点，适合进行工业化生产。
【IPC分类】C08G77-28, C08G77-08
【公开号】CN104558613
【申请号】CN201510040419
【发明人】王欣, 甘俊, 刘宇, 陈圣云, 甘书官
【申请人】荆州市江汉精细化工有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月27日