一种合成橡胶塑解剂的方法与流程

文档序号:17729730发布日期:2019-05-22 02:46阅读:924来源:国知局

本发明属于橡胶助剂技术领域,更具体地说,涉及一种合成橡胶塑解剂的方法。



背景技术:

塑解剂又称塑炼促进剂或化学增塑剂。橡胶塑炼时加入塑解剂比起单纯靠机械作用或靠氧化作用的塑炼来说,可大大地提高塑炼效率,节省塑炼时间和能量。

过去在工业中广泛使用的化学塑解剂的主要成分为五氯硫酚,是具有“苯-硫”结构的一类化合物。五氯硫酚具有良好的低温塑解作用,但是,合成五氯硫酚的原料和在生产过程中的副产品对于环境和人类的健康有极大的危害。因此,基于环保的考虑,欧美国家自20世纪90年代就停止生产和使用五氯硫酚类的化学塑解剂,当前国际上使用的橡胶化学塑解剂的主体成分已经从五氯硫酚及其锌盐改变为2,2′-二苯甲酰氨基二苯基二硫化物,其结构式如下:

2,2′-二苯甲酰氨基二苯基二硫化物也具有“苯-硫”结构,是十分有效的橡胶化学塑解剂,具有气味小、无毒、安全、环保的特点,由于不含多氯苯结构,所以它在合成和使用过程中对环境较为友好。但是由于生产工艺的问题,2,2′-二苯甲酰氨基二苯基二硫化物类化学塑解剂的价格要高于五氯硫酚系列产品。近年来,由于世界范围内的环保要求,轮胎制造商已经纷纷开始采购和使用2,2′-二苯甲酰氨基二苯基二硫化物替代五氯硫酚,逐渐形成每年数万吨的需求规模。针对2,2′-二苯甲酰氨基二苯基二硫化物在价格、成本方面的限制,于合成路线上着力,最大限度的降低产品成本已非常必要。

目前,2,2′-二苯酰氨基二苯基二硫化物的合成方法主要有以下两种:

(1)以苯胺为原料生成苯并噻唑,再水解得到双氨基苯基二硫化物,然后与苯甲酰氯缩合得到产物,合成步骤如下:

(2)以邻氯硝基苯为原料,通过二硫化得到二硝基苯基二硫化物,再还原,生成邻氨基苯硫酚,然后二硫化,与苯甲酰氯缩合得到产物,合成步骤如下:

以上两种合成方法中,最后一步均采用苯甲酰氯为酰化试剂,而苯甲酰氯气味大、刺激性强、价格较贵且较难储存,且塑解剂的产率并不高。

公开日为2009年9月16日的中国专利200910097074.0公开了一种橡胶塑解剂,由以下用量的原料制备而得:c8-c22脂肪酸,苯甲酸,壬二酸,钴化合物,铁化合物,镍化合物,酞菁蓝,锌化合物,制备方法包括:将c8-c22脂肪酸置于反应器中,搅拌加热至80~90℃加入苯甲酸,壬二酸,钴化合物,铁化合物,镍化合物,酞菁蓝,锌化合物,在100~150℃保温20~60min,真空抽去水份后,放料即得橡胶塑解剂产物。该塑解剂虽然有一定的塑解性,但是其具有着色作用,应用范围较小。



技术实现要素:

发明目的:针对现有技术存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种环保、高效、低成本的合成橡胶塑解剂2,2′-二苯酰氨基二苯基二硫化物的方法。

技术方案:为了解决上述问题,本发明所采用的技术方案如下:

一种合成橡胶塑解剂的方法,将苯甲酸与2,2'-二氨基二苯二硫在无溶剂条件下进行酰化反应得到粗产品,经后处理后得到橡胶塑解剂,反应式为:

进一步地,将苯甲酸和2,2'-二氨基二苯二硫混合,在无氧条件下加热熔融,然后温度升至170~190℃进行反应,同时进行蒸馏,直至不再有水蒸出,冷却至室温,得到粗产品,将粗产品进行后处理后得到所述橡胶塑解剂。

更进一步地,所述后处理方法为:将粗产品粉碎后进行酸洗和碱洗即可。

更进一步地,后处理方法具体为:将粗产品粉碎,加入盐酸溶液进行酸洗、过滤,重复若干次;用水洗涤至中性并过滤;再加入氢氧化钠溶液进行碱洗、过滤,重复若干次;用水洗涤至中性,过滤、烘干后即可。

更进一步地,所述盐酸溶液和氢氧化钠溶液的浓度为2mol/l。

进一步地,所述苯甲酸与2,2'-二氨基二苯二硫的摩尔比为1:(1~3)。

进一步地,所述苯甲酸与2,2'-二氨基二苯二硫的摩尔比为1:2.1。

更进一步地,所述反应温度为180℃。

有益效果:相比于现有技术,本申请采用苯甲酸作为酰化试剂,苯甲酸常温下为固体,气味小,刺激性小,使得制备过程更加环保;由于其价格低廉,所以也有助于降低产品成本。并且,本申请的酰化反应在无溶剂条件下进行,不需要溶剂,生产成本进一步降低,生产效率高,后处理简单,产品的产率高,适于工业化推广应用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步进行描述。

实施例1

将100g(0.403mol)2,2'-二氨基二苯二硫和103g(0.846mol)苯甲酸放置于500ml的圆底烧瓶中,氮气保护下,将混合物加热融化,温度升至180~190℃,进行蒸馏,直至不再有水蒸出。将混合物冷却至室温,得到粗产品约190g。

将得到的粗产品固体在研钵中磨碎,加至300ml2mol/l盐酸溶液中搅拌20min,过滤,重复两次;将固体用水洗涤至中性,并过滤,再用300ml2mol/l氢氧化钠溶液搅拌20min,过滤,重复两次;将固体用水洗涤至中性,并过滤,烘干,得到产品160g,产率为87%。

实施例2

将10g(0.040mol)2,2'-二氨基二苯二硫和10.3g(0.085mol)苯甲酸放置于100ml的圆底烧瓶中,氮气保护下,将混合物加热融化,温度升至180~190℃,进行蒸馏,直至不再有水蒸出。将混合物冷却至室温,得到粗产品约17g。

将得到的粗产品固体在研钵中磨碎,加至100ml2mol/l的盐酸溶液中搅拌20min,过滤,重复两次。将固体用水洗涤至中性,并过滤,再用100ml2mol/l氢氧化钠溶液搅拌20min,过滤,重复两次。将固体用水洗涤至中性,并过滤,烘干,得到产品16g,产率为87%。

实施例3

将50g(0.202mol)2,2'-二氨基二苯二硫和51.5g(0.425mol)苯甲酸放置于500ml的圆底烧瓶中,氮气保护下,将混合物加热融化,温度升至180~190℃,进行蒸馏,直至不再有水蒸出。将混合物冷却至室温,得到粗产品约87g。

将得到的粗产品固体在研钵中磨碎,加至150ml2mol/l的盐酸溶液中搅拌20min,过滤,重复两次。将固体用水洗涤至中性,并过滤,再用150ml2mol/l氢氧化钠溶液搅拌20min,过滤,重复两次。将固体用水洗涤至中性,并过滤,烘干,得到产品80g,产率为87%。

实施例4

将500g(2.015mol)2,2'-二氨基二苯二硫和515g(4.217mol)苯甲酸放置于5l的圆底烧瓶中,氮气保护下,将混合物加热融化,温度升至170~180℃,进行蒸馏,直至不再有水蒸出。将混合物冷却至室温,得到粗产品约855g。

将得到的粗产品固体在研钵中磨碎,加至1.5l2mol/l的盐酸溶液中搅拌20min,过滤,重复两次。将固体用水洗涤至中性,并过滤,再用1.5l2mol/l氢氧化钠溶液搅拌20min,过滤,重复两次。将固体用水洗涤至中性,并过滤,烘干,得到产品773g,产率为84%。

实施例5

将1000g(4.026mol)2,2'-二氨基二苯二硫和1037g(8.497mol)苯甲酸放置于10l的圆底烧瓶中,氮气保护下,将混合物加热融化,温度升至180~190℃,进行蒸馏,直至不再有水蒸出。将混合物冷却至室温,得到粗产品约1650g。

将得到的粗产品固体在研钵中磨碎,加至3l2mol/l的盐酸溶液中搅拌20min,过滤,重复两次。将固体用水洗涤至中性,并过滤,再用3l2mol/l氢氧化钠溶液搅拌20min,过滤,重复两次。将固体用水洗涤至中性,并过滤,烘干,得到产品1580g,产率为86%。

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