一种防老剂的制备方法与流程

文档序号:20493726发布日期:2020-04-21 22:14阅读:530来源:国知局

本发明涉及一种防老剂的制备方法,特别是防老剂tmq中杂质异丙基二苯胺(简称iba)含量的制备方法,是一种成本相对廉价的,绿色环保的防老剂tmq的制备方法,属有机合成技术领域。



背景技术:

防老剂tmq,是2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉的二、三、四聚合体,又名防老剂rd,主要用作橡胶和橡胶制品的抗氧剂,适用于天然橡胶、合成橡胶和乳胶,对铜、锰等有害金属离子的催化氧化有较强的抑制作用,同橡胶相容性好,挥发性低,喷霜性小,耐抽出性高。被国内外橡胶加工业广泛使用,无论是普通轮胎,还是子午线轮胎或其他橡胶制品,均需添加,用以达到较好的防护效能。

防老剂tmq是由苯胺和丙酮在酸性条件下首先通过缩合生成单体tmdq(2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉),再由tmdq发生聚合生成tmdq的二、三、四聚体的反应液,经液碱中和、蒸馏等得到tmq。以盐酸为催化剂合成tmq,其主要原理如下:

在酸性条件下,丙酮与苯胺还可能发生多种其它副反应,其中,异丙基二苯胺是其副反应生成物,也因为其被证实具有致癌性,是tmq成品的控制指标之一,一般要求其含量≤0.5%。

目前国内外防老剂tmq的生产方法中,对iba的控制,主要通过工艺条件调节,和对成品的检测。尚没有定量的中间控制方法,对出现的成品中iba含量偏高的问题,暂时没有解决方法,只能做次品处理。



技术实现要素:

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷,在tmq生产过程中,通过工艺改进,控制反应液中的组成,来控制成品中的iba含量,从而减少致癌物的生成,控制tmq次品的产生,减少三废排放,实现tmq的环境友好型生产。

本发明提供一种防老剂的制备方法,通过以下方式来实现:苯胺、催化剂、丙酮进行缩聚反应生成tmq缩聚反应液,控制该tmq缩聚反应液中关键组分的含量,中和,分水,油相蒸馏得到tmq成品。

所述的关键组分包括丙酮、苯胺、异丙叉丙酮、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉。

所述的关键组分含量,包括丙酮含量≤20%,苯胺含量≤10%,异丙叉丙酮含量≤5%,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉≤30%。

进一步的所述的关键组分含量的控制,包括丙酮含量≤10%,苯胺含量≤5%,异丙叉丙酮含量≤3%,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉≤10%。

所述的催化剂,是盐酸、硫酸、苯磺酸、对甲苯磺酸中的一种或几种。

所述的控制该tmq缩聚反应液中关键组分的含量,是通过温度、时间、物料配比、反应器形式等工艺和设备条件实现。

所述的tmq成品,主要是2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉的二、三、四聚体,少量的苯胺、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉的五、六等更高聚合度的聚合体等。

通过对关键组成的控制,得到的tmq成品,其异丙基二苯胺含量≤10ppm。

有益效果:

本发明利用tmq制备过程中,对缩聚反应液关键组成的控制,来控制成品tmq的质量,从而减少致癌物的生成,控制tmq次品的产生,减少三废排放,实现tmq的环境友好型生产。

具体实施方式

下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1

向反应器中加入620克苯胺,50克30%盐酸,在100℃下,搅拌3小时,脱除盐酸中的水,之后120℃搅拌条件下,滴加1348克丙酮约5小时,维持0.5h,检测反应液中丙酮含量10.3%,苯胺含量9.5%,异丙叉丙酮含量2.5%,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉23.0%。反应液加入53克的液碱中和,分去水相,-0.098mpa真空下蒸馏有机相,得到釜液即防老剂tmq成品483克,经检测,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉二、三、四聚体含量为49.32%,异丙基二苯胺含量8.3ppm。

实施例2

其他条件同实施例1,不同的是,盐酸加入量为60克,经检测,tmq反应液中丙酮含量10.9%,苯胺含量7.5%,异丙叉丙酮含量1.5%,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉13.4%。得到的tmq成品,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉二、三、四聚体含量为40.30%,异丙基二苯胺含量2.3ppm。

实施例3

其他条件同实施例1,不同的是,催化剂为苯磺酸。经检测,tmq反应液中丙酮含量15.6%,苯胺含量8.5%,异丙叉丙酮含量4.3%,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉23.4%。得到的tmq成品,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉二、三、四聚体含量为43.30%,异丙基二苯胺含量7.3ppm。

实施例3

其他条件同实施例1,不同的是,催化剂为硫酸。经检测,tmq反应液中丙酮含量19.6%,苯胺含量5.5%,异丙叉丙酮含量2.3%,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉24.8%。得到的tmq成品,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉二、三、四聚体含量为63.30%,异丙基二苯胺含量3.8ppm。

实施例4

其他条件同实施例1,不同的是,丙酮加入量为2050克,反应温度均提高到140℃。经检测,tmq反应液中丙酮含量5.6%,苯胺含量5.5%,异丙叉丙酮含量0.3%,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉8.8%。得到的tmq成品,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉二、三、四聚体含量为53.30%,异丙基二苯胺含量1.8ppm。

实施例5

其他条件同实施例1,不同的是,丙酮加入量为1000克。经检测,tmq反应液中丙酮含量28.6%,苯胺含量18.4%,异丙叉丙酮含量10.3%,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉34.8%。继续加入500克丙酮反应,检测tmqtmq反应液中丙酮含量6.6%,苯胺含量4.5%,异丙叉丙酮含量1.3%,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉8.8%。得到的tmq成品,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉二、三、四聚体含量为48.34%,异丙基二苯胺含量1.8ppm。

实施例6

其他条件同实施例1,不同的是,滴加丙酮时间为6小时,维持2小时。经检测,tmq反应液中丙酮含量13.5%,苯胺含量5.5%,异丙叉丙酮含量2.2%,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉18.8%。得到的tmq成品,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉二、三、四聚体含量为52.89%,异丙基二苯胺含量0.8ppm。

实施例7

其他条件同实施例1,不同的是,催化剂为60克草酸。经检测,tmq反应液中丙酮含量25.5%,苯胺含量14.4%,异丙叉丙酮含量7.3%,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉24.8%。继续加入30克草酸,延长反应3小时。检测tmq反应液中丙酮含量13.4%,苯胺含量9.7%,异丙叉丙酮含量3.3%,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉12.4%。得到的tmq成品,2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉二、三、四聚体含量为55.38%,异丙基二苯胺含量7.8ppm。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化,如改变催化剂和反应器等。凡在本发明的精神和原则之内,等所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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