一种添加剂及其制备方法与应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种添加剂及其制备方法与应用。添加剂由聚乙二醇、2-巯基苯并咪唑、硫脲、明胶、聚丙烯酰胺、三乙醇胺和甲酚组成。制备方法包括前处理、配制步骤，具体包括：按配比比例分别称取明胶、硫脲和2-巯基苯并咪唑粉碎混合得到物料a；加入到电解液，搅拌溶解后加入甲酚和聚乙二醇得到溶液b，在溶液b中加入配比比例的聚丙烯酰胺和三乙醇胺，搅拌至完全溶解得到目标物。本发明的应用为所述的添加剂在钛酸四乙酯生产中的应用。本发明的添加剂不但能降低电解液的电阻，使电解反应速度加快，还能提高电解过程中的电流效率，还能抑制电解过程中的副反应的发生，使副产物的生成率降低，使主产物钛酸四乙酯的生成率可以达到90%以上。
【专利说明】一种添加剂及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001]本发明属于冶金化工【技术领域】，具体涉及一种添加剂及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002]钛酸四乙酯是一种重要的化工产品，近年来在橡胶、纺织、涂料、电子、陶瓷、、玻璃、、化工中的应用得到迅速发展，广泛用于光电材料、耐高温涂料、传感器、介电材料、分散剂、乳化剂、固化剂、催化剂及载体等重要领域。
[0003]目前工业上制备钛酸四乙酯方法主要是用TiCl4与相应的醇进行交换反应，过程复杂，生产周期将近长，产量低，能耗大、纯度达不到要求，而且反应中有强腐蚀性物质HC1生成导致后续分离步骤繁琐导致生产成本高，而对环境污染大，所以人们一直努力寻找合成金属醇盐的更好替代途径。
[0004]电解法是一种新型的钛酸四乙酯制备方法，其动力是电源，原料是钛金属和乙醇，不产生“三废”，不污染环境，不破坏生态平衡，且成本便宜、工艺简单、流程明了、易提取分离、容易回收、从阳极到阴极以电子传递，实现了绿色生产、清洁生产、循环生产，更引以关注的是，电解法可以调节电压电流大小，从而变化电子流速，实现对电解效率和反应速率的人为控制，容易工业化、规模化、产业化，该方法避免了传统合成方式中资源浪费、流程复杂、反应条件严格等不足，相信电解法会成为钛酸四乙酯合成领域的主导方向，成为一种低碳环保易受欢迎的合成方法，但是在电解合成方法制备的钛酸四乙酯过程中存在电解液电阻大、电流效率低、能耗大、副产物多等问题。因此，开发一种能解决上述问题的方法是非常必要的。
【发明内容】
[0005]本发明的第一目的在于提供一种添加剂；第二目的在于提供所述添加剂的制备方法；第三目的在于提供所述添加剂的应用。
[0006]本发明的第一目的是这样实现的，所述的添加剂由聚乙二醇、2-巯基苯并咪唑、硫脲、明胶、聚丙烯酰胺、三乙醇胺和甲酚组成。
[0007]本发明的第二目的是这样实现的，包括前处理、配制步骤，具体包括:
A、前处理:按配比比例分别称取明胶、硫脲和2-巯基苯并咪唑粉碎过5(Γ100目筛混合得到物料a ；
B、配制:将物料a加入到固液体积比1000(Γ100000倍的电解液，搅拌溶解后加入配比比例的甲酚和聚乙二醇并搅拌均匀得到溶液b，在溶液b中加入配比比例的聚丙烯酰胺和三乙醇胺，搅拌至完全溶解得到目标物。
[0008]本发明的第三目的是这样实现的，所述的添加剂在钛酸四乙酯生产中的应用。
[0009]本发明的添加剂不但能降低电解液的电阻，使电解反应速度加快，还能提高电解过程中的电流效率，在电解过程中能提高电流效率6°/Γ?5%，在工业生产中每吨钛酸四乙酯平均降低能耗10(T200kw.h，大幅度降低钛酸四乙酯的生产成本，该添加剂还能抑制电解过程中的副反应的发生，使副产物的生成率降低，使主产物钛酸四乙酯的生成率可以达到90%以上。
[0010]本发明的添加剂是将聚乙二醇、2--巯基苯并咪唑、硫脲、明胶、聚丙烯酰胺、三乙醇胺和甲酚等七种物质组成的添加剂溶解在电解液中，降低了电解液的电阻，提高了电解液的导电性，使反应速度加快，还能提高电流效率，同时抑制电解过程中的副反应，减少副产物的问题，而且在反应中性质稳定，效率高，并且可多次回收重复利用，适宜工业化连续生产应用等特点。
【具体实施方式】
[0011]下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
[0012]本发明所述的添加剂由聚乙二醇、2-巯基苯并咪唑、硫脲、明胶、聚丙烯酰胺、三乙醇胺和甲酚组成。
[0013]所述的添加剂由重量百分数聚乙二醇0.2^2份、2-巯基苯并咪唑0.3^2份、硫脲
0.Γ1份、明胶0.Γ2份、聚丙烯酰胺0.Γ3份、三乙醇胺0.Γ1份和甲酚0.Γ1份组成。
[0014]本发明所述添加剂的制备方法，包括前处理、配制步骤，具体包括:
A、前处理:按配比比例分别称取明胶、硫脲和2-巯基苯并咪唑粉碎过50?100目筛混合得到物料a ；
B、配制:将物料a加入到固液体积比1000(Γ100000倍的电解液，搅拌溶解后加入配比比例的甲酚和聚乙二醇并搅拌均匀得到溶液b，在溶液b中加入配比比例的聚丙烯酰胺和三乙醇胺，搅拌至完全溶解得到目标物。
[0015]所述的电解液为生产钛酸四乙酯的电解液，其组分为无水乙醇和四乙基溴化铵。
[0016]电解液由无水乙醇，和四乙基溴化铵组成，四乙基溴化铵在电解液中的浓度范围为 lmg/L?10 mg/L0
[0017]本发明的应用为所述的添加剂在钛酸四乙酯生产中的应用。
[0018]所述的钛酸四乙酯生产包括以下步骤:
A、将添加剂加入电解液中，干燥处理；
B、将已干燥过的电解液加入到电解装置中，液位最高在电解槽的五分之四处。电解装置为装备回流冷凝管、电磁搅拌器和恒温加热装置的1000 ml无隔膜密闭电解槽。钛金属板经打磨、除油、干燥、活化后作为电解中的阳极。铜板经过盐酸浸泡、水洗、干燥后做电解中的阴极，用电线连接阴极和阳极平行放置在电解槽并浸入电解液中。密闭连接电解装置，打开进气阀和排气阀开始充入干燥的氮气吹15分钟后，关闭氮气，调节反应温度在5(T90°C之间，打开冷凝水，接通电源，调节反应电压在15飞0 V之间，搅拌器转速在50(Tl000r/min之间。反应l?15h后，体系溶液变为浅黄色，表明有钛酸四乙酯生成。停止反应后，取出反应物，用4(T60°C低温减压蒸馏的办法除去未反应的乙醇后，再使用用7(T90°C高温减压蒸馏的办法得到的纯的钛酸四乙酯液体，并放入棕色瓶中，通入干燥氮气几分钟，加入少许分子筛，贴紧封口膜，低温避光保存。
[0019]所述的干燥处理是加入干燥剂剂型干燥处理。
[0020]所述的干燥剂为分子筛、蒙脱石、氧化铝、凹凸棒石粘土制品或活性炭。
[0021]实施例1
称取2.0mg 2—巯基苯并咪唑、1.0mg硫脲、1.5mg明胶碾碎过50目筛混合得到物料；将混合后的物料加入1L生产的钛酸四乙酯的电解液中，搅拌混合使其溶解后再缓慢加入
0.5mg甲酹和1.8mg聚乙二醇两种物质并搅拌均勻；然后再缓慢加入2.5mg聚丙烯酰胺和
0.9mg三乙醇胺，继续搅拌至完全溶解。由于钛酸四乙酯极易水解，须对电解液加入分子筛进行干燥处理。
[0022]将已干燥过的电解液加入到电解装置中，最高液位不超过电解槽的五分之四处。电解装置为装备回流冷凝管、电磁搅拌器和恒温加热装置的1000 ml无隔膜密闭电解槽。钛金属板经打磨、除油、干燥、活化后作为电解中的阳极。铜板经过盐酸浸泡、水洗、干燥后做电解中的阴极，用电线连接阴极和阳极平行放置在电解槽并浸入电解液中。密闭连接电解装置，打开进气阀和排气阀开始充入干燥的氮气吹15分钟后，关闭氮气，调节反应温度在50°C，打开冷凝水，接通电源，调节反应电压在20 V，搅拌器转速在500r/min。反应6h后，体系溶液变为浅黄色，表明有钛酸四乙酯生成。停止反应后，取出反应物，用50°C低温减压蒸馏的办法除去未反应的乙醇后，再使用用80°C高温减压蒸馏的办法得到的纯的钛酸四乙酯液体，并放入棕色瓶中，通入干燥氮气几分钟，加入少许分子筛，贴紧封口膜，低温避光保存。经检测钛酸四乙酯的生成率达到94.1%。
[0023]实施例2
称取4.lmg 2—巯基苯并咪唑、1.9mg硫脲、3.0mg明胶碾碎过70目筛混合得到物料；将混合后的物料加入1L生产的钛酸四乙酯的电解液中，搅拌混合使其溶解后再缓慢加入
0.9mg甲酹和3.6mg聚乙二醇两种物质并搅拌均勻；然后再缓慢加入5.2mg聚丙烯酰胺和2.0mg三乙醇胺，继续搅拌至完全溶解。在添加剂加入电解液后，须对电解液加入蒙脱石进行干燥处理。
[0024]将已干燥过的电解液加入到电解装置中，最高液位不超过电解槽的五分之四处。电解装置为装备回流冷凝管、电磁搅拌器和恒温加热装置的1000 ml无隔膜密闭电解槽。钛金属板经打磨、除油、干燥、活化后作为电解中的阳极。铜板经过盐酸浸泡、水洗、干燥后做电解中的阴极，用电线连接阴极和阳极平行放置在电解槽并浸入电解液中。密闭连接电解装置，打开进气阀和排气阀开始充入干燥的氮气吹15分钟后，关闭氮气，调节反应温度在70°C，打开冷凝水，接通电源，调节反应电压在30 V，搅拌器转速在600r/min。反应6h后，体系溶液变为浅黄色，表明有钛酸四乙酯生成。停止反应后，取出反应物，用50°C低温减压蒸馏的办法除去未反应的乙醇后，再使用用80°C高温减压蒸馏的办法得到的纯的钛酸四乙酯液体，并放入棕色瓶中，通入干燥氮气几分钟，加入少许蒙脱石，贴紧封口膜，低温避光保存。经检测钛酸四乙酯的生成率可以达到96%以上。
[0025]实施例3
称取5.9mg 2—巯基苯并咪唑、2.9mg硫脲、4.5mg明胶碾碎过80目筛混合得到物料；将混合后的物质加入1L生产的钛酸四乙酯的电解液中，搅拌混合使其溶解后再缓慢加入
1.5mg甲酹和5.5mg聚乙二醇两种物质并搅拌均勻；然后再缓慢加入7.6mg聚丙烯酰胺和
2.9mg三乙醇胺，继续搅拌至完全溶解。在添加剂加入电解液后，须对电解液加入活性炭进行干燥处理。
[0026]将已干燥过的电解液加入到电解装置中，最高液位不超过电解槽的五分之四处。电解装置为装备回流冷凝管、电磁搅拌器和恒温加热装置的1000 ml无隔膜密闭电解槽。钛金属板经打磨、除油、干燥、活化后作为电解中的阳极。铜板经过盐酸浸泡、水洗、干燥后做电解中的阴极，用电线连接阴极和阳极平行放置在电解槽并浸入电解液中。密闭连接电解装置，打开进气阀和排气阀开始充入干燥的氮气吹15分钟后，关闭氮气，调节反应温度在90°C，打开冷凝水，接通电源，调节反应电压在40 V，搅拌器转速在800r/min。反应6h后，体系溶液变为浅黄色，表明有钛酸四乙酯生成。停止反应后，取出反应物，用50°C低温减压蒸馏的办法除去未反应的乙醇后，再使用用80°C高温减压蒸馏的办法得到的纯的钛酸四乙酯液体，并放入棕色瓶中，通入干燥氮气几分钟，加入少许活性炭，贴紧封口膜，低温避光保存。经检测钛酸四乙酯的生成率达到91.1%。
【权利要求】
1.一种添加剂，其特征在于所述的添加剂由聚乙二醇、2-巯基苯并咪唑、硫脲、明胶、聚丙烯酰胺、三乙醇胺和甲酚组成。
2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于所述的添加剂由重量百分数聚乙二醇0.2^2份、2-巯基苯并咪唑0.3^2份、硫脲0.Γ1份、明胶0.Γ2份、聚丙烯酰胺0.Γ3份、三乙醇胺ο.Γι份和甲酚ο.Γι份组成。
3.—种权利要求1或2所述添加剂的制备方法，其特征在于包括前处理、配制步骤，具体包括: A、前处理:按配比比例分别称取明胶、硫脲和2-巯基苯并咪唑粉碎过5(Γ100目筛混合得到物料a ； B、配制:将物料a加入到固液体积比1000(Γ100000倍的电解液，搅拌溶解后加入配比比例的甲酚和聚乙二醇并搅拌均匀得到溶液b，在溶液b中加入配比比例的聚丙烯酰胺和三乙醇胺，搅拌至完全溶解得到目标物。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的电解液为生产钛酸四乙酯的电解液，由无水乙醇和四乙基溴化铵组成，四乙基溴化铵在电解液中的浓度范围为I?10 mg/L0
5.一种权利要求1或2所述的添加剂的应用，其特征在于所述的添加剂在钛酸四乙酯生产中的应用。
6.根据权利要求5所述的添加剂的应用，其特征在于所述的钛酸四乙酯生产包括以下步骤: A、将添加剂加入电解液中，由于产品钛酸四乙酯极易水解，电解液须进行干燥处理； B、将已干燥过的电解液加入到电解装置中，电解装置为装备回流冷凝管、电磁搅拌器和恒温加热装置的1000 ml无隔膜密闭电解槽，钛金属板经打磨、除油、干燥、活化后作为电解中的阳极，铜板经过盐酸浸泡、水洗、干燥后做电解中的阴极，用电线连接阴极和阳极平行放置在电解槽并浸入电解液中，密闭连接电解装置，打开进气阀和排气阀开始充入干燥的氮气吹15分钟后，关闭氮气，调节反应温度在5(T90°C，打开冷凝水，接通电源，调节反应电压在15?50 V，搅拌器转速在50(Tl000r/min下反应I?15h，取出反应物，用4(T60°C减压蒸馏除去未反应的乙醇，再使用7(T90°C减压蒸馏得到的纯的钛酸四乙酯液体，放入棕色瓶中，通入干燥氮气几分钟，加入分子筛，贴紧封口膜，低温避光保存。
7.根据权利要求6所述的添加剂的应用，其特征在于所述的干燥处理是加入干燥剂剂型干燥处理。
8.根据权利要求7所述的添加剂的应用，其特征在于所述的干燥剂为分子筛、蒙脱石、氧化铝、凹凸棒石粘土制品或活性炭。
【文档编号】C25B3/12GK104451763SQ201410819252
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月25日 优先权日:2014年12月25日
【发明者】翟忠标, 李小英, 李永佳, 包崇军, 彭建蓉, 闫森, 杨大锦, 李怀仁, 张永平, 和晓才, 张徽, 刘俊场, 徐庆鑫 申请人:昆明冶金研究院